論文の概要: Quantum sensing of high-frequency gravitational waves with ion crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19053v1
- Date: Mon, 22 Dec 2025 05:42:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.633781
- Title: Quantum sensing of high-frequency gravitational waves with ion crystals
- Title（参考訳）: イオン結晶を用いた高周波重力波の量子センシング
- Authors: Asuka Ito, Ryuichiro Kitano, Wakutaka Nakano, Ryoto Takai,
- Abstract要約: 二次元イオン結晶を用いた高周波重力波の検出法について検討した。
大きなイオン結晶の将来の実現は、10kHzから10MHz領域の重力波に対する感度を著しく向上させることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A detection method for high-frequency gravitational waves using two-dimensional ion crystals is investigated. Gravitational waves can resonantly excite the drumhead modes of the ion crystal, particularly the parity-odd modes. In the optical dipole force protocol, entanglement between the drumhead modes and the collective spins transfers the excitation of the drumhead modes to the rotation of the total spin. Furthermore, gravitational wave detection beyond the standard quantum limit becomes possible as a squeezed spin state is generated through this entanglement. The sensitivity gets better with a larger ions crystals as well as a larger number of the ions. Future realization of large ion crystals can significantly improve the sensitivity to gravitational waves in the 10 kHz to 10 MHz region.
- Abstract（参考訳）: 二次元イオン結晶を用いた高周波重力波の検出法について検討した。
重力波は、イオン結晶のドラムヘッドモード、特にパリティオードモードを共鳴的に励起することができる。
光双極子力プロトコルでは、ドラムヘッドモードと集合スピンとの絡み合いは、ドラムヘッドモードの励起を全スピンの回転に転送する。
さらに、この絡み合いによって圧縮されたスピン状態が生成されると、標準量子限界を超える重力波検出が可能となる。
感度は、より大きなイオン結晶と多くのイオンによって向上する。
大きなイオン結晶の将来の実現は、10kHzから10MHz領域の重力波に対する感度を著しく向上させることができる。
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