論文の概要: Experimental amplification and squeezing of a motional state of an optically levitated nanoparticle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04302v1
• Date: Thu, 7 Mar 2024 08:10:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-03-08 14:44:34.536483
• Title: Experimental amplification and squeezing of a motional state of an optically levitated nanoparticle
• Title（参考訳）: 光浮遊ナノ粒子の運動状態の実験的増幅とスクイーズ
• Authors: Martin Ducha\v{n}, Martin \v{S}iler, Petr J\'akl, Oto Brzobohat\'y, Andrey Rakhubovsky, Radim Filip, Pavel Zem\'anek
• Abstract要約: ナノオブジェクトの位相空間変数のゆらぎの接触制御は、超精密ナノテクノロジーに必要な重要な方法の1つである。 メカニカル位相空間変数の線形増幅と位相空間確率分布のスキューズを行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A contactless control of fluctuations of phase space variables of a nanoobject belongs among the key methods needed for ultra-precise nanotechnology and the upcoming quantum technology of macroscopic systems. Here we utilize the experimental platform of a single levitating nanoparticle (NP) to demonstrate essential protocols providing linear amplification of the mechanical phase space variables together with squeezing of phase space probability distribution. The protocol combines a controlled fast switching between the parabolic trapping potential and either weak parabolic or inverted parabolic amplifying potential leading to amplification of mean value and variance (fluctuations) along an arbitrary phase space variable and squeezing along the complementary one. The protocol is completed with cold damping scheme to control the initial fluctuations of the NP phase space variables. We reached the amplification gain $|G|>2$, the squeezing coefficient above 4 dB, and the second-order energy correlation function approaching 3 which corresponds to a maximum for a stochastic non-equilibrium classical state. These experimental results will already allow pre-amplification and manipulation of nanomechanical NP motion for all quantum protocols if the NP cooling towards the ground state is applied.
• Abstract（参考訳）: ナノオブジェクトの位相空間変数のゆらぎの非接触制御は、超精密ナノテクノロジーと今後のマクロシステムの量子技術に必要な重要な方法の一つである。 ここでは, 単一浮遊ナノ粒子(NP)の実験プラットフォームを用いて, 相空間分布のスキューズとともに, 機械的位相空間変数の線形増幅を提供する重要なプロトコルを実証する。 このプロトコルは、放物的トラップ電位と弱い放物的または逆放物的増幅電位との制御された高速スイッチングを組み合わせ、任意の位相空間変数に沿って平均値と分散(ゆらぎ)を増幅し、相補的なものに沿ってスクイーズする。 このプロトコルは、NP位相空間変数の初期変動を制御する冷減衰方式で完成する。 我々は増幅値$|G|>2$,4dB以上のスクイーズ係数,および確率的非平衡古典状態の最大値に対応する2階エネルギー相関関数3に到達した。 これらの実験結果により、NP冷却を基底状態へ適用すれば、全ての量子プロトコルに対するナノメカニカルNP運動の事前増幅と操作が可能となる。

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