論文の概要: Orbital angular momentum of entangled photons as a probe for relativistic effects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.01716v1
• Date: Sun, 03 Aug 2025 10:55:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.028584
• Title: Orbital angular momentum of entangled photons as a probe for relativistic effects
• Title（参考訳）: 相対論的効果のプローブとしての絡み合った光子の軌道角運動量
• Authors: Fazilah Nothlawala, Kiki Dekkers, Moslem Mahdavifar, Jonathan Leach, Andrew Forbes, Isaac Nape,
• Abstract要約: 光の古典状態と量子状態の両方としての軌道角運動量(OAM)は多くの応用において必須であることが証明されている。 移動参照フレームのローレンツ因子を決定するために、OAMメトロジーを相対論的シナリオに拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Orbital angular momentum (OAM) as both classical and quantum states of light has proven essential in numerous applications, from high-capacity information transfer to enhanced precision and accuracy in metrology. Here, we extend OAM metrology to relativistic scenarios to determine the Lorentz factor of a moving reference frame, exploiting the fact that OAM is not Lorentz invariant. Using OAM correlations of entangled states, we show that their joint OAM spectrum is modified by length contraction, where the rescaling of spatial dimensions alters the orthogonality of the OAM modes themselves. In an emulated experiment, we confirm the predicted broadening of the OAM spectrum and use this to quantitatively infer the Lorentz (contraction) factor, reaching experimentally simulated velocities of up to 0.99c. Our work provides a pathway for novel measurement techniques suitable for relativistic conditions that leverages OAM structured light as a resource.
• Abstract（参考訳）: 光の古典状態と量子状態の両方としての軌道角運動量(OAM)は、高容量情報伝達からメートル法における精度と精度の向上まで、多くの応用において必須であることが証明されている。 ここでは、OAMメトロジーを相対論的シナリオに拡張し、移動参照フレームのローレンツ因子を決定する。 エンタングルド状態のOAM相関を用いて、その結合OAMスペクトルは長さ収縮によって変化し、空間次元の再スケーリングはOAMモード自体の直交性を変化させることを示す。 エミュレート実験では,OAMスペクトルの予測された拡張を確認し,これを用いてローレンツ係数を定量的に推算し,最大0.99cの速度に到達した。 本研究は,OAM構造光を資源として利用する相対論的条件に適した新しい計測手法を提案する。

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