論文の概要: Spin contrast, finite temperature, and and noise in matter-wave interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13656v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 19:04:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-19 14:15:35.395560
• Title: Spin contrast, finite temperature, and and noise in matter-wave interferometer
• Title（参考訳）: 物質波干渉計におけるスピンコントラスト、有限温度、およびノイズ
• Authors: Tian Zhou, Ryan Rizaldy, Martine Schut, Anupam Mazumdar,
• Abstract要約: 有限温度補正とスピン依存・非依存ノイズが物質波干渉計のコントラストにどのように影響するかを示す。 我々は、Stern-Gerlach型でマクロ的な量子重ね合わせを生成する装置について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.35195226981922
• License:
• Abstract: In this paper, we will show how finite-temperature corrections and spin-dependent/independent noise will affect the contrast in a matter-wave interferometer, especially with massive objects and large spatial superposition sizes. Typically, spin is embedded in a nanoparticle as a defect, which can be manipulated by the external magnetic field to create a macroscopic quantum superposition. These massive matter-wave interferometers are the cornerstone for many new fundamental advancements in physics; particularly, macroscopic quantum superposition can use entanglement features to, e.g., test physics beyond the Standard Model, test the equivalence principle, improve quantum sensors, and test the quantum nature of spacetime in a lab. We will consider a Stern-Gerlach type apparatus to create macroscopic quantum superposition in a harmonic oscillator trap, and figure out the spin contrast loss due to linear spin-independent and spin-dependent noise in a single interferometer. We will show that spin contrast loss due to spin-independent noise does not depend on the initial thermal state of the matter wave function. However, spin contrast loss due to spin-dependent fluctuations do depend on the initial thermal occupation of the quantum state. We will keep our discussion general as far as the noise parameters are concerned.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,有限温度補正とスピン依存・非依存雑音が物質波干渉計のコントラストにどのように影響するかを示す。 通常、スピンはナノ粒子に欠陥として埋め込まれ、外部磁場で操作してマクロ的な量子重ね合わせを生成することができる。 これらの巨大な物質波干渉計は物理学の多くの新しい基礎的な進歩の基盤であり、特に、マクロな量子重ね合わせは、標準模型を超えた物理学のテスト、等価原理のテスト、量子センサーの改良、実験室での時空の量子的性質のテストに絡み合う特徴を使用することができる。 我々は、高調波発振器トラップにマクロ量子重ね合わせを発生させるStern-Gerlach型装置を検討し、単一干渉計における線形スピン非依存ノイズとスピン依存ノイズによるスピンコントラスト損失を明らかにする。 スピン非依存雑音によるスピンコントラスト損失は、物質波関数の初期熱状態に依存しないことを示す。 しかし、スピン依存的なゆらぎによるスピンコントラストの損失は、量子状態の初期の熱的占有に依存する。 ノイズパラメータに関して、我々は議論を総括する。

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