論文の概要: Enhancing optomechanical force sensing utilizing synthetic magnetism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08234v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 14:00:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.10888
• Title: Enhancing optomechanical force sensing utilizing synthetic magnetism
• Title（参考訳）: 合成磁性を利用した光学的力測定の強化
• Authors: Ding-hui Xu, Zheng Liu, Chang-shui Yu,
• Abstract要約: 最適力センシングにおける検出帯域幅を拡張・制御する手法を提案する。 壊れたダークモードと壊れていないダークモードを切り替えることで、このアプローチは応答帯域を効果的に管理する。 提案方式は, 機械的応答を増幅し, 付加雑音を抑えながら, 標準量子限界を超える可能性の2つの利点を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.093820180836931
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In precision force sensing of multi-mechanical mode optomechanical systems, coherent interference can decouple certain degenerate vibrational modes from the cavity field, leading to incomplete information regarding the measured signal. In this paper, we propose a scheme to enhance and control the detection bandwidth in optomechanical force sensing by exploiting synthetic magnetism achieved through tuning phonon hopping interactions. By toggling between broken and unbroken dark mode, this approach effectively manages the response bandwidth and exhibits intriguing additional noise characteristics. Specifically, when the dark mode remains unbroken, the thermal noise is robust and reduced to half of that of a standard device. In contrast, when the dark mode is broken, thermal noise increases substantially at mechanical resonance but remains the same as when the dark mode is unbroken at effective detection frequencies. Moreover, our scheme offers the dual benefit of amplifying the mechanical response while suppressing additional noise, with the potential to surpass the standard quantum limit.
• Abstract（参考訳）: マルチメカニカルモード光学系の精密力検出において、コヒーレント干渉はキャビティフィールドから特定の退化振動モードを分離することができ、測定された信号に関する不完全な情報をもたらす。 本稿では,フォノンホッピング相互作用のチューニングによって達成される合成磁気を利用して,光学的力センシングにおける検出帯域幅を拡張・制御する手法を提案する。 壊れた暗黒モードと壊れていない暗黒モードを切り替えることで、応答帯域を効果的に管理し、追加のノイズ特性を示す。 具体的には、ダークモードが壊れていない場合、サーマルノイズは頑丈で、標準装置の半分に低下する。 対照的に、ダークモードが壊れると、熱ノイズは機械共鳴で著しく増加するが、有効検出周波数でダークモードが破壊されない場合と同じである。 さらに,本手法は,機械的応答を増幅し,付加雑音を抑えつつ,標準量子限界を超える可能性の2つの利点を提供する。

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