論文の概要: Heisenberg-Limited Spin-Mechanical Gravimetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.16587v1
- Date: Thu, 29 Aug 2024 14:49:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-30 13:23:15.064269
- Title: Heisenberg-Limited Spin-Mechanical Gravimetry
- Title（参考訳）: Heisenberg-Limited Spin-Mechanical Gravimetry
- Authors: Victor Montenegro,
- Abstract要約: 条件付き変位スピン・メカニカル系の重力計精度はスピンの数に比例して2次的に増加することを示す。
また, スピン磁化測定により, 最終的に重力計の精度が向上できることを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Precision measurements of gravitational acceleration, or gravimetry, enable the testing of physical theories and find numerous applications in geodesy and space exploration. By harnessing quantum effects, high-precision sensors can achieve sensitivity and accuracy far beyond their classical counterparts when using the same number of sensing resources. Therefore, developing gravimeters with quantum-enhanced sensitivity is essential for advancing theoretical and applied physics. While novel quantum gravimeters have already been proposed for this purpose, the ultimate sensing precision, known as the Heisenberg limit, remains largely elusive. Here, we demonstrate that the gravimetry precision in a conditional displacement spin-mechanical system increases quadratically with the number of spins: a Heisenberg-limited spin-mechanical gravimeter. In general, the gravitational parameter is dynamically encoded into the entire entangled spin-mechanical probe. However, at some specific times, the mechanical degree of freedom disentangles from the spin subsystem, transferring all the information about the gravitational acceleration to the spin subsystem. Hence, we prove that a feasible spin magnetization measurement can reveal the ultimate gravimetry precision at such disentangling times. Finally, we demonstrate that the proposed system is robust against spin-mechanical coupling anisotropies.
- Abstract（参考訳）: 重力加速度の精密測定(重力測定)は物理理論のテストを可能にし、測地学や宇宙探査に多くの応用を見出すことができる。
量子効果を利用することで、高精度センサーは、同じ数のセンシングリソースを使用する場合、従来のセンサーよりもはるかに高い感度と精度を達成することができる。
したがって、量子化感度を持つ重力計の開発は、理論と応用物理学の進歩に不可欠である。
この目的のために新しい量子重力計がすでに提案されているが、ハイゼンベルク極限と呼ばれる最終的な知覚精度は、大半が解明されている。
ここでは, 条件付きスピン・メカニカル・システムにおける重力計の精度が, スピン数とともに2次的に増加することを示す。
一般に、重力パラメータは、絡み合ったスピン-メカニカルプローブ全体に動的に符号化される。
しかし、ある特定の時点では、機械的な自由度はスピンサブシステムから切り離され、重力加速度に関する全ての情報をスピンサブシステムに転送する。
したがって, スピン磁化測定により, 遠ざかる時間に, 究極の重力計の精度が明らかになる。
最後に,提案システムはスピン-機械的カップリング異方性に対して頑健であることを示す。
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