論文の概要: Quantum Geometric Phases as a New Window on Gravitational Waves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.05881v1
• Date: Thu, 07 Aug 2025 22:22:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-11 20:39:06.023265
• Title: Quantum Geometric Phases as a New Window on Gravitational Waves
• Title（参考訳）: 重力波の新しい窓としての量子幾何学位相
• Authors: Partha Nandi Frederik G. Scholtz,
• Abstract要約: 低周波重力波は、メソスコピック光学系において純粋に量子幾何学的な位相を誘導する。 本稿では,光モードの光子数状態がミラーの中心運動と絡み合うラムゼー型干渉計プロトコルを提案する。 この枠組みは低周波重力波モードを求めるための明確な量子的アプローチを確立し、時空ひずみに基づく従来の検出方法に代わるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.552480439325792
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate how low-frequency gravitational waves (LFGWs), originating from distant astrophysical or cosmological sources, can induce purely quantum geometric phases in mesoscopic optomechanical systems. These phases represent subtle imprints with no classical counterpart, going beyond standard dynamical or Berry-type contributions that admit Hannay-angle analogues. Such ultra-weak waves couple to the motion of a mechanical mirror and generate distinctive phase shifts in the system's quantum state that cannot arise in any classical description. To access this effect, we propose a Ramsey-type interferometric protocol in which the photon-number states of a quantized optical mode become entangled with the mirror's center-of-mass motion, enabling a direct readout of the LFGW-induced geometric phase. This framework establishes a distinctly quantum approach for probing low-frequency gravitational wave modes, offering an alternative to conventional detection strategies based on spacetime strain.
• Abstract（参考訳）: 低周波重力波(LFGWs)は、遠方の天体物理学や宇宙物理学の源泉から発生し、メソスコピックな光学系において純粋に量子幾何学的な位相を導出する方法を考察する。 これらの位相は古典的でない微妙なインプリントを表しており、ハンナイ角の類似を許容する標準的な力学やベリー型寄与を超越している。 このような超弱波はメカニカルミラーの運動と結合し、古典的な記述では生じないようなシステムの量子状態における独特の位相シフトを生成する。 この効果にアクセスするために,光モードの光子数状態が鏡の中心運動と絡み合うラムゼー型干渉計プロトコルを提案し,LFGWによる幾何位相の直接読み出しを可能にする。 この枠組みは低周波重力波モードを求めるための明確な量子的アプローチを確立し、時空ひずみに基づく従来の検出方法に代わるものである。

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