論文の概要: Coherent collisional decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.03421v2
- Date: Tue, 10 Sep 2024 15:30:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-11 23:35:05.687868
- Title: Coherent collisional decoherence
- Title（参考訳）: コヒーレント衝突デコヒーレンス
- Authors: Leonardo Badurina, Clara Murgui, Ryan Plestid,
- Abstract要約: バックグラウンドガスとのコヒーレント散乱による非相互作用重粒子(原子)系のデコヒーレンスについて検討した。
我々は、$N$粒子量子状態の任意の準備のために、誘導位相シフトとコントラストの損失を計算するためのフレームワークを導入する。
我々は本質的に$(Ngeq 2)$-body効果であり、将来の実験で探索される相転移を見つける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the decoherence of a system of $N$ non-interacting heavy particles (atoms) due to coherent scattering with a background gas. We introduce a framework for computing the induced phase shift and loss of contrast for arbitrary preparations of $N$-particle quantum states. We find phase shifts that are inherently $(N\geq 2)$-body effects and may be searched for in future experiments. We analyze simple setups, including a two-mode approximation of an interferometer. We study fully entangled $N00N$ states, which resemble the correlated positions in a matter interferometer, as well as totally uncorrelated product states that are representative of a typical state in an atom interferometer. We find that the extent to which coherent enhancements increase the rate of decoherence depends on the observable of interest, state preparation, and details of the experimental design. In the context of future ultralow-recoil (e.g., light dark matter) searches with atom interferometers we conclude that: {\it i}) there exists a coherently enhanced scattering phase which can be searched for using standard (i.e., contrast/visibility and phase) interferometer observables; {\it ii}) although decoherence rates of one-body observables are {\it not} coherently enhanced, a coherently enhanced loss of contrast can still arise from dephasing; and {\it iii}) higher statistical moments (which are immediately accessible in a counting experiment) {\it are} coherently enhanced and may offer a new tool with which to probe the soft scattering of otherwise undetectable particles in the laboratory.
- Abstract（参考訳）: バックグラウンドガスとのコヒーレント散乱による非相互作用重粒子(原子)系のデコヒーレンスについて検討した。
我々は、$N$粒子量子状態の任意の準備のために、誘導位相シフトとコントラストの損失を計算するためのフレームワークを導入する。
我々は本質的に$(N\geq 2)$-body効果であり、将来の実験で探索される相転移を見つける。
干渉計の2モード近似を含む簡単な設定を解析する。
物質干渉計の相関位置に類似した完全絡み合った$N00N$状態と、原子干渉計の典型的な状態を表す全く相関のない生成状態について検討する。
その結果,コヒーレント強化の程度がデコヒーレンス率を増加させる程度は,関心の観測可能性,状態準備,実験設計の詳細に依存することがわかった。
将来のウルトラロー・リコイル(e.g.軽暗黒物質)は原子干渉計で探索すると、次のように結論する: 標準(コントラスト/可視性と位相)干渉計を用いて探索できるコヒーレントに強化された散乱位相が存在する; ワンボディ観測器のデコヒーレンス速度はコヒーレントに強化されているが、コントラストの連続的に強化された損失は相反から生じ得る; 高い統計モーメント(計数実験ですぐにアクセス可能)はコヒーレントに強化され、また実験室で非破壊的な散乱を探索するための新しいツールを提供する。
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