論文の概要: Squeezing atomic $p$-orbital condensates for detecting gravitational waves
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.00803v2
- Date: Sun, 10 Nov 2024 15:31:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-12 14:03:19.521950
- Title: Squeezing atomic $p$-orbital condensates for detecting gravitational waves
- Title（参考訳）: 重力波検出のための原子の$p$軌道凝縮体
- Authors: Xinyang Yu, W. Vincent Liu, Xiaopeng Li,
- Abstract要約: 我々は、重力波信号を軌道に絞った状態に投射するために、光格子にBose-Einstein縮合した$p$軌道の原子センサーを開発した。
この絡み合った状態は、ミシェルソン干渉計を介して受信された時空歪み信号と線形に結合する。
結果は、原子軌道のスクイージングが従来の手法の代替となることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.706110280356947
- License:
- Abstract: Precision gravitational wave measurement transforms research beyond general relativity and cosmology. Advances are made by applying quantum enhanced interferometry into the LIGO, Virgo and KAGRA detectors. Here, we develop an atomic sensor that employs a $p$-orbital Bose-Einstein condensate in an optical lattice to project gravitational wave signals into an orbital squeezed state. This entangled state couples linearly to the spacetime distortion signals received via a Michelson interferometer. Simulation data show that this sensor improves sensitivity over LIGO's quantum noise by approximately one order of magnitude and detection volume by $\sim 10^3$ in key frequency regimes. Additionally, it reduces the required laser power by five orders of magnitude. These results suggest that atomic orbital squeezing offers a compelling alternative to conventional techniques, offering a qualitatively different avenue for gravitational wave-based detection of dark matter, black holes, and the equation of state in neutron stars.
- Abstract（参考訳）: 精密重力波測定は一般相対性理論や宇宙論を超えて研究を変換する。
進歩は、LIGO、Virgo、KAGRA検出器に量子強化干渉計を適用することでなされる。
そこで我々は,光格子にBose-Einstein凝縮体を付加した原子センサーを開発し,重力波信号を軌道圧縮状態に投射する。
この絡み合った状態は、ミシェルソン干渉計を介して受信された時空歪み信号と線形に結合する。
シミュレーションデータによると、このセンサはLIGOの量子ノイズに対する感度を、約1桁のマグニチュードで改善し、キー周波数レギュレーションで$\sim 10^3$で検出する。
さらに、必要なレーザーパワーを5桁削減する。
これらの結果は、原子軌道のスクイージングが従来の手法の代替となり、ダークマター、ブラックホール、中性子星の状態方程式を重力波で検出するための定性的に異なる道を提供することを示唆している。
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