論文の概要: Gravimetry enhanced by nonreciprocal optomechanical coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.09417v1
• Date: Wed, 14 May 2025 14:14:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-15 21:44:09.489065
• Title: Gravimetry enhanced by nonreciprocal optomechanical coupling
• Title（参考訳）: 非相互オプトメカニカルカップリングによる重力測定
• Authors: Dong Xie, Chunling Xu,
• Abstract要約: 非相互結合は相互結合よりもはるかに有利であることを示す。 コヒーレント光力学的カップリングが比較的弱く、単光子の駆動強度が強い場合、非相互カップリングは2倍の精度で測定精度を向上させることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.495789633878348
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We explore how to measure the gravitational acceleration by using a dissipative optomechanical cavity. What is quite different from the conventional measurement methods is that we have constructed a nonreciprocal optomechanical coupling. We demonstrate that nonreciprocal coupling has a much greater advantage than reciprocal coupling. When the coherent optomechanical coupling is relatively weak and the driving intensity of single photon is strong, nonreciprocal coupling can improve the measurement precision by a factor of two. When the driving strength of single photon tends to infinity, reciprocal coupling fails to obtain any information about the gravitational acceleration, while nonreciprocal coupling still does. Using a two-photon driving, the measurement uncertainty of the gravitational acceleration will tend to zero as the intensity of two-photon driving approaches the critical point. The critical value of the two-photon driving intensity required for nonreciprocal coupling is finite, but the critical value of the two-photon driving intensity required for reciprocal coupling is infinite. The combination of the amplification of mechanical parameters and the extra force can not improve the measurement precision, but it can enhance the susceptibility. Furthermore, when the single-photon driving field is relatively weak, we analytically calculate the quantum Fisher information. The results show that, under most experimental parameters, nonreciprocal coupling still performs better than reciprocal coupling.
• Abstract（参考訳）: 散逸する光学的空洞を用いて重力加速度を測定する方法について検討する。 従来の測定方法とは全く異なるのは、非相互の光学的結合を構築したことだ。 非相互結合は相互結合よりもはるかに有利であることを示す。 コヒーレント光力学的カップリングが比較的弱く、単光子の駆動強度が強い場合、非相互カップリングは2倍の精度で測定精度を向上させることができる。 単光子の駆動強度が無限大になる傾向にあるとき、逆結合は重力加速度に関する情報を得ることができず、非逆結合は依然として得る。 2光子駆動を用いると、重力加速度の測定の不確実性は2光子駆動の強度が臨界点に近づくにつれてゼロになる傾向にある。 非相互結合に必要な2光子駆動強度の臨界値は有限であるが、相互結合に必要な2光子駆動強度の臨界値は無限である。 機械的パラメータの増幅と余剰力の組み合わせは測定精度を向上させることはできないが、感受性を高めることができる。 さらに、単光子駆動場が比較的弱い場合、量子フィッシャー情報を解析的に計算する。 その結果、ほとんどの実験パラメータにおいて、非相互結合は相反結合よりも優れた性能を示した。

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