論文の概要: QuGrav: Bringing gravitational waves to light with Qumodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09459v1
• Date: Wed, 11 Jun 2025 07:06:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 06:35:02.675999
• Title: QuGrav: Bringing gravitational waves to light with Qumodes
• Title（参考訳）: QuGrav:Qumodesで重力波を光らせる
• Authors: Dmitri E. Kharzeev, Azadeh Maleknejad, Saba Shalamberidze,
• Abstract要約: 逆ゲルトセンシュテイン効果による高周波重力波の検出には量子ボソニックモードの量子モードを用いる。 クエード内の光子場の占有数 $n$ に対して、変換確率はボース=アインシュタイン統計により$n+1$ になる。 以上の結果から,マイクロ波周波数および既存の技術を用いて,宇宙界の1.7桁以内の感度を達成できることが示唆された。
• 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: We propose using qumodes, quantum bosonic modes, for detecting high-frequency gravitational waves via the inverse Gertsenshtein effect, where a gravitational wave resonantly converts into a single photon in a magnetized cavity. For an occupation number $n$ of the photon field in a qumode, the conversion probability is enhanced by a factor of $n+1$ due to Bose-Einstein statistics. Unlocking this increased sensitivity entails the ability to continuously prepare the qumode and perform non-demolition measurement on the qumode-qubit system within the qumode coherence time. Our results indicate that, at microwave frequencies and with existing technology, the proposed setup can attain sensitivities within 1.7 orders of magnitude of the cosmological bound. With anticipated near-future improvements, it has the potential to surpass this limit and pave the way for the first exploration of high-frequency cosmological gravitational wave backgrounds. At optical frequencies, it can enhance the sensitivity of current detectors by one order of magnitude. That further enhances their potential in reaching the single-graviton level.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子ボソニックモードを用いた逆ガーツェンシュテイン効果による高周波重力波の検出について提案する。 クエード内の光子場の占有数 $n$ に対して、変換確率はボース=アインシュタイン統計により$n+1$ になる。 この感度の増大は、クモドを連続的に準備し、クモドコヒーレンス時間内にクモド・クモド・クモド系の非劣化測定を行う能力を必要とする。 以上の結果から,マイクロ波周波数および既存の技術を用いて,宇宙界の1.7桁以内の感度を達成できることが示唆された。 近い将来の改善が期待されているため、この限界を超える可能性があり、高周波宇宙重力波の背景を初めて探究する道を開くことができる。 光周波数では、電流検出器の感度を1桁高めることができる。 これにより、シングルグラビトンレベルに達する可能性をさらに高める。

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