論文の概要: Selective Amplification of a Gravitational Wave Signal Using an Atomic Array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.12436v1
• Date: Thu, 22 Aug 2024 14:36:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-23 13:32:07.524913
• Title: Selective Amplification of a Gravitational Wave Signal Using an Atomic Array
• Title（参考訳）: 原子配列を用いた重力波信号の選択的増幅
• Authors: Navdeep Arya, Magdalena Zych,
• Abstract要約: 我々は1次元の原子配列の集合放射動力学を利用して重力波信号を選択的に増幅する。 単一原子とは対照的に、アレイの集合放射動力学は振幅の1次重力波に敏感である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12010444333169389
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a novel principle for quantum sensing of gravitational waves by exploiting the collective radiative dynamics of a one-dimensional array of atoms to selectively amplify a gravitational wave signal against the incoherent and collective Minkowskian contributions. We find that, in contrast to a single atom, the collective radiative dynamics of the array is sensitive to the gravitational wave at first order in its amplitude. We demonstrate that the effective number of atoms cooperating to sense the gravitational wave scales linearly with the total number of participating atoms, up to an upper limit. As a result, the imprint of the gravitational wave in the emission rate of the array scales nearly quadratically with the number of participating atoms. Additionally, this contribution to the radiative dynamics of the array involves coherent photon emission with well-defined directionality and at frequencies shifted by the frequency of the incident gravitational wave. We discuss the feasibility of this scheme in light of current and near-future experimental capabilities.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、1次元の原子配列の集合放射ダイナミクスを利用して重力波の信号を不整合および集合ミンコフスキー的寄与に対して選択的に増幅することにより、重力波を量子的に検出する新しい原理を提案する。 単一原子とは対照的に、アレイの集合放射動力学は振幅の1次重力波に敏感である。 重力波を検知するために協調する原子の有効個数は、参加する原子の総個数から上限まで線形にスケールすることを示した。 その結果、アレイの放出速度における重力波のインプリントは、参加する原子の数とほぼ2倍にスケールする。 さらに、アレイの放射動力学へのこの寄与は、適切に定義された方向と入射重力波の周波数によってシフトした周波数でコヒーレント光子放出を含む。 本稿では,現在および近未来の実験能力を考慮した提案手法の有効性について論じる。

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