論文の概要: Motional sideband asymmetry of a solid-state mechanical resonator at room temperature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06498v1
- Date: Mon, 12 Aug 2024 21:23:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 19:17:34.782657
- Title: Motional sideband asymmetry of a solid-state mechanical resonator at room temperature
- Title（参考訳）: 常温固体機械共振器の動作側バンド非対称性
- Authors: Yi Xia, Guanhao Huang, Alberto Beccari, Alessio Zicoschi, Amirali Arabmoheghi, Nils J. Engelsen, Tobias J. Kippenberg,
- Abstract要約: 室温から量子基底状態に近い中間層の膜をサイドバンド冷却する。
2重ホモジン測定において、運動側バンド非対称性を観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The motional sideband asymmetry of a mechanical oscillator interacting with a laser field can be observed when approaching the quantum ground state, where the zero-point energy of the mechanical oscillator becomes a sizable contribution to its motion. In the context of quantum optomechanics, it allows, in principle, calibration-free inference of the thermal equilibrium of a macroscopic mechanical resonator with its optical bath. At room temperature, this phenomenon has been observed in pioneering experiments using levitated nanoparticles. Measuring this effect with solid-state mechanical resonators has been compounded by thermal intermodulation noise, mirror frequency noise and low quantum cooperativity. Here, we sideband-cool a membrane-in-the-middle system close to the quantum ground state from room temperature, and observe motional sideband asymmetry in a dual-homodyne measurement. Sideband thermometry yields a minimum phonon occupancy of $\bar{n}_{eff}=9.5$. Our work provides insights into nonlinear optomechanical dynamics at room temperature and facilitates accessible optomechanical quantum technologies without the need for complex feedback control and cryogenic cooling.
- Abstract（参考訳）: レーザー磁場と相互作用する機械振動子の運動側バンド非対称性は、機械振動子の零点エネルギーがその運動に対する大きな寄与となる量子基底状態に近づく際に観察することができる。
量子光学学の文脈では、原理的には、マクロメカニカル共振器と光学浴との熱平衡のキャリブレーションのない推論を可能にする。
室温では、この現象は浮遊ナノ粒子を用いた先駆的な実験で観測されている。
この効果を固体メカニカル共振器で測定することは、熱間変調ノイズ、ミラー周波数ノイズ、低量子協調性によって合成されている。
ここでは, 室温から量子基底状態に近い膜内中間系のサイドバンド冷却を行い, 2重ホモジン測定で運動側バンド非対称性を観察する。
サイドバンド温度測定により、最低フォノン占有率は$\bar{n}_{eff}=9.5$となる。
我々の研究は、室温での非線形光学力学の洞察を提供し、複雑なフィードバック制御や低温冷却を必要とせずに、アクセス可能な光量子技術を促進する。
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