論文の概要: Thermometry with a Dissipative Heavy Impurity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00549v1
- Date: Fri, 1 Dec 2023 12:48:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-04 14:43:42.671972
- Title: Thermometry with a Dissipative Heavy Impurity
- Title（参考訳）: 散逸性重質不純物による熱測定
- Authors: Dong Xie, Chunling Xu
- Abstract要約: 我々は、分岐を避けるために、精度$delta2 Tpropto T2$に束縛されたランダウを得る。
重い不純物の初期運動量が固定され、非ゼロの場合、測定精度は$delta2 Tpropto T3$である。
2つの温度がT$に近い場合、同時測定精度はT2$に比例する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7670773027883064
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Improving the measurement precision of low temperature is significant in
fundamental science and advanced quantum technology application. However, the
measurement precision of temperature $T$ usually diverges as $T$ tends to 0.
Here, by utilizing a heavy impurity to measure the temperature of a Bose gas,
we obtain the Landau bound to precision $\delta^2 T\propto T^2$ to avoid the
divergence. Moreover, when the initial momentum of the heavy impurity is fixed
and non-zero, the measurement precision can be $\delta^2 T\propto T^3$ to break
the Landau bound. We derive the momentum distribution of the heavy impurity at
any moment and obtain the optimal measurement precision of the temperature by
calculating the Fisher information. As a result, we find that enhancing the
expectation value of the initial momentum can help to improve the measurement
precision. In addition, the momentum measurement is the optimal measurement of
the temperature in the case of that the initial momentum is fixed and not equal
to 0. The kinetic energy measurement is the optimal measurement in the case of
that the expectation value of the initial momentum is 0. Finally, we obtain
that the temperatures of two Bose gases can be measured simultaneously. The
simultaneous measurement precision is proportional to $T^2$ when two
temperatures are close to $T$.
- Abstract（参考訳）: 低温測定精度の向上は基礎科学および量子技術応用において重要である。
しかし、温度$t$ の測定精度は通常、$t$ は 0 になる傾向があるため発散する。
ここで、重い不純物を利用してボースガスの温度を測定することにより、分岐を避けるために精度$\delta^2 t\propto t^2$のランダウを得る。
さらに、重い不純物の初期運動量が固定され、非ゼロの場合、測定精度は$\delta^2 T\propto T^3$でランダウ境界を破ることができる。
我々は, 常に重い不純物の運動量分布を導出し, フィッシャー情報を計算することにより, 温度の最適測定精度を得る。
その結果,初期運動量の期待値の向上が測定精度の向上に有効であることが判明した。
さらに、運動量測定は、初期運動量が0に等しく固定されている場合の温度の最適測定である。
運動エネルギー測定は、初期運動量の期待値が0である場合に最適な測定である。
最後に,2つのボースガスの温度を同時に測定できることがわかった。
同時測定精度は、2つの温度が$T$に近い場合に$T^2$に比例する。
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