論文の概要: Photon-Atom Granularity Noise Thermometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17797v1
• Date: Mon, 18 May 2026 03:20:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:48.70276
• Title: Photon-Atom Granularity Noise Thermometry
• Title（参考訳）: 光子原子粒度騒音測定
• Authors: Chen-Rong Liu, Yixuan Wang, Xiaowei Wang, Chuang Li, Mingti Zhou, Runxia Tao, Hongwei Chen, Ying Dong,
• Abstract要約: ノイズサーモメトリー(英: Noise thermometry, GNT)は、ゆらぎに基づく光サーモメトリー方式である。 透過光のパワースペクトル密度は、ショットノイズ限界を超える余剰ノイズを示す。 本フレームワークは、原子アンサンブルを用いた光温度測定のためのノイズベースの経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.964781993209706
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose granularity noise thermometry (GNT), a fluctuation-based optical thermometry scheme that exploits the intrinsic fluctuations of susceptibility arising from atomic discreteness. The power spectral density of transmitted light exhibits an excess noise above the shot-noise limit that scales linearly with the photon-to-atom ratio $\mathcal{R}$. Consequently, varying the incident power (hence $\mathcal{R}$) yields the slope $\mathcal{K}$ of this linear scaling, which directly encodes the temperature. Closed-form expressions for the polarizability moments are derived via the plasma dispersion function, which yield distinct temperature scalings: $\mathcal{K}\propto P_{\mathrm{v}}(T)/T^2$ for thermal vapors and $\mathcal{K}\propto T^{2}$ for cold atoms. While practical implementation requires careful control of technical noise and system parameters, the present framework provides a noise-based pathway for optical thermometry using atomic ensembles.
• Abstract（参考訳）: 原子の離散性から生じる感受性の内在的変動を利用した揺らぎに基づく光温度測定法である粒度ノイズサーモメトリー(GNT)を提案する。 透過光のパワースペクトル密度は、光子対原子比$\mathcal{R}$と線形にスケールするショットノイズ限界を超える余剰ノイズを示す。 その結果、インシデントパワー(以下、$\mathcal{R}$)が変化すると、この線形スケーリングの傾きが$\mathcal{K}$となり、温度を直接エンコードする。 偏光性モーメントのクローズドフォーム式はプラズマ分散関数によって導出され, 温度の異なるスケーリングが生じる: $\mathcal{K}\propto P_{\mathrm{v}}(T)/T^2$, $\mathcal{K}\propto T^{2}$。 実装には技術的ノイズとシステムパラメータを慎重に制御する必要があるが,本フレームワークは原子アンサンブルを用いた光温度測定のためのノイズベースの経路を提供する。

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