論文の概要: Sympathetic Cooling of Levitated Optomechanics through Nonreciprocal Coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.03690v1
• Date: Wed, 03 Dec 2025 11:31:24 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2025-12-04 12:03:39.713759
• Title: Sympathetic Cooling of Levitated Optomechanics through Nonreciprocal Coupling
• Title（参考訳）: 非相互結合による浮上光学系の交感冷却
• Authors: Jialin Li, Guangyu Zhang, Zhang-qi Yin,
• Abstract要約: 本研究では, 2つの浮遊ナノ粒子間の非相互結合による非エルミート光学冷却法を提案する。 非相反性により指向性エネルギー移動が促進され、従来の空洞冷却よりも低いフォノン占有が達成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.415941877160329
• License:
• Abstract: Optomechanical cooling of levitated nanoparticles has become an essential topic in modern quantum physics, providing a platform for exploring macroscopic quantum phenomena and high-precision sensing. However, conventional cavity-assisted cooling is fundamentally constrained by cavity dissipation and environmental noise, limiting the attainable minimum temperature. In this work, we propose a non-Hermitian optomechanical cooling scheme through nonreciprocal coupling between two levitated nanoparticles, where one particle is directly cooled by an optical cavity and the other is cooled indirectly through a non-Hermitian interaction. Both analytical solutions and numerical simulations reveal that increasing nonreciprocity enhances directional energy transfer, enabling the target particle to reach a lower phonon occupation than is achievable in conventional cavity cooling. This study demonstrates a new cooling mechanism driven by non-Hermitian interactions, offering theoretical guidance for realizing controllable energy flow and deep cooling in levitated optomechanical systems, and paving the way for future developments in quantum control and sensing technologies.
• Abstract（参考訳）: 浮遊ナノ粒子のオプトメカニカル冷却は、現代の量子物理学において重要なトピックとなり、マクロ量子現象と高精度センシングのプラットフォームを提供する。 しかし, 従来の空洞補助冷却は, 空洞消散と環境騒音によって基本的に制約され, 到達可能な最低温度が制限される。 本研究では,光空洞により粒子を直接冷却し,一方を非エルミート相互作用により間接冷却する2つの浮遊ナノ粒子間の非相互結合による非エルミート光学的冷却法を提案する。 解析解と数値シミュレーションの両方で、非相反性の増加は指向性エネルギー移動を促進し、従来の空洞冷却よりも低いフォノン占有に達することが示されている。 本研究では、非エルミート相互作用によって駆動される新しい冷却機構を実証し、レビテーションオプティメカルシステムにおける制御可能なエネルギーフローと深い冷却を実現するための理論的ガイダンスを提供し、量子制御およびセンシング技術における将来の発展への道を開く。

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