論文の概要: Simultaneous Speedmeter and Position-Meter Response in a Single Tabletop Interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15285v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 15:14:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-22 18:18:10.847329
• Title: Simultaneous Speedmeter and Position-Meter Response in a Single Tabletop Interferometer
• Title（参考訳）: 単一テーブルトップ干渉計における速度計と位置計の同時応答
• Authors: Mikhail Korobko, Xiang Li, Torben Sobottke, Yiqiu Ma, Yanbei Chen, Roman Schnabel,
• Abstract要約: 量子放射圧ノイズ(QRPN)は重力波検出器の低周波感度を制限する。 速度計の概念は、位置ではなくテスト質量速度を測定することによって、ソースでのQRPNを避ける。 移動試験質量を持つ系における速度計の挙動に関する最初の実験的検討を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.942086662480305
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum radiation-pressure noise (QRPN) limits the low-frequency sensitivity of gravitational wave detectors. The established method for suppressing QRPN is the injection of frequency-dependent squeezed light. It requires long-baseline filter cavities introducing substantial experimental complexity. A completely different interferometer concept is the speedmeter. It avoids QRPN at the source by measuring test mass speed instead of position. While extensively researched theoretically, speedmeters are yet to be demonstrated with a moving test mass in an optomechanical setting. In this work, we present the first experimental observation of speedmeter behavior in a system with a movable test mass. We realize a novel hybrid readout cavity configuration that enables simultaneous extraction of position and speed signals from two distinct output ports. We compare the optical transfer functions associated with each channel and observe the expected scaling behavior that distinguishes a speedmeter from a position-meter. We support our observations with a detailed theoretical model, showing how the hybrid readout cavity implements key speedmeter features. Our results underscore the relevance of the speedmeter concept as an alternative for mitigating QRPN in future detectors and lay the groundwork for further experimental exploration.
• Abstract（参考訳）: 量子放射圧ノイズ(QRPN)は重力波検出器の低周波感度を制限する。 QRPNを抑制するための確立された方法は、周波数依存性の励起光を注入することである。 かなり実験的な複雑さをもたらす長いベースラインフィルタキャビティが必要である。 全く異なる干渉計の概念は速度計である。 位置ではなくテスト質量速度を測定することで、ソースでのQRPNを回避する。 理論上は広い範囲で研究されているが、速度計は光学的設定で動くテスト質量ではまだ実証されていない。 本研究では,移動試験質量を持つシステムにおいて,速度計の挙動を初めて実験的に観察する。 本研究では,2つの異なる出力ポートから位置と速度信号の同時抽出が可能なハイブリッド読み出しキャビティ構成を実現する。 我々は,各チャネルに付随する光伝達関数を比較し,速度計と位置計を区別する期待スケーリング挙動を観察する。 我々は,ハイブリッド・リードアウト・キャビティが鍵速度計の特徴をどのように実装しているかを示す,詳細な理論モデルを用いて観測を支援した。 本研究は,将来の検出器におけるQRPNの緩和と,さらなる実験的探査のための基礎研究の代替手段として,速度計の概念の妥当性を裏付けるものである。

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