論文の概要: Standard quantum limit of finite-size optical lattice clock in estimating gravitational potential

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03335v1
• Date: Mon, 7 Aug 2023 06:34:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-08 14:51:51.932301
• Title: Standard quantum limit of finite-size optical lattice clock in estimating gravitational potential
• Title（参考訳）: 重力ポテンシャル推定における有限サイズ光学格子時計の標準量子限界
• Authors: Fumiya Nishimura, Yui Kuramochi, Kazuhiro Yamamoto
• Abstract要約: 光学格子時計を用いた重力ポテンシャル推定の精度限界を量子クラム-ラオ境界を用いて評価する。 重力ポテンシャル推定の精度は、有限サイズの光学格子時計における重力減退の影響による時間の単調関数ではない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We evaluated the accuracy limit for estimating gravitational potential using optical lattice clocks by utilizing the quantum Cram\'{e}r--Rao bound. We then compared the results for single-layer and multilayer optical lattice clocks. The results indicate that the lower bound of variance of the estimator of gravitational potential using finite-size optical lattice clocks diverges and recovers repeatedly as a function of time. Namely, the accuracy of the gravitational potential estimation is not a monotonic function of time owing to the effect of gravitational dephasing in finite-size optical lattice clock. Further, this effect creates an estimation accuracy limit when attempting to avoid the divergence of the lower bound. When the number of layers in the optical lattice clock is sufficiently large, the limit is independent of the optical lattice clock details. The time required to reach this limit is calculated to be approximately 33 hours for a three-dimensional optical lattice clock consisting of one million cadmium atoms due to Earth's gravity, and approximately the same for other atoms.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,光格子時計を用いた重力ポテンシャル推定の精度限界を量子クレーブ(r-raoバウンド)を用いて評価した。 次に、単層および多層光学格子クロックの結果を比較した。 その結果, 有限サイズの光格子時計を用いた重力ポテンシャル推定値のばらつきの下限は時間関数として散逸し, 繰り返し回復することがわかった。 すなわち、重力ポテンシャル推定の精度は、有限サイズの光格子時計における重力減衰の影響による時間の単調関数ではない。 さらに、この効果は、下界のばらつきを回避しようとする場合に、推定精度限界を生成する。 光格子クロックの層数が十分に大きい場合、その限界は光格子クロックの詳細とは独立である。 この限界に達するのに必要な時間は、地球の重力によって100万カドミウム原子からなる3次元の光学格子時計で約33時間と計算され、他の原子ではほぼ同じである。

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