論文の概要: Characterizing Multimode Effects in a Guided Matterwave Gyroscope

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.20889v1
• Date: Fri, 21 Aug 2026 09:06:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-24 14:49:32.482877
• Title: Characterizing Multimode Effects in a Guided Matterwave Gyroscope
• Title（参考訳）: 誘導物質波ジャイロにおけるマルチモード効果のキャラクタリゼーション
• Abstract要約: 2成分のボース・アインシュタイン凝縮体をトロイダル電位で縮合させた小型物質波渦ジャイロスコープの性能について検討した。 渦状態の安定性は、閉じた領域に依存しない回転感度をもたらし、幾何学的ドリフトに対して堅牢である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate the performance of a compact matterwave vortex gyroscope formed by a two-component Bose-Einstein condensate in a toroidal potential. Unlike conventional atomic gyroscopes that rely on the Sagnac effect, the topological stability of the vortex state yields rotation sensitivity independent of the enclosed area, making the device robust against geometric drifts. Using fully quantum multimode simulations, we quantify two interaction-driven mechanisms that degrade performance: phase diffusion from one-axis-twisting and four-wave mixing from intercomponent scattering. We identify regimes where tuning interaction and trapping parameters produces a trade-off between these effects, and find that reducing the intercomponent scattering length can counterintuitively worsen sensitivity. Finally, we compare the vortex gyroscope to a guided Sagnac interferometer, demonstrating superior scaling, establishing it as a promising candidate for compact precision rotation sensing.
• Abstract（参考訳）: 2成分のボース・アインシュタイン凝縮体をトロイダル電位で縮合させた小型物質波渦ジャイロスコープの性能を理論的に検討した。 サニャック効果に依存する従来の原子ジャイロスコープとは異なり、渦状態のトポロジカル安定性は、閉じた領域に依存しない回転感度をもたらし、幾何学的ドリフトに対して堅牢である。 完全量子マルチモードシミュレーションを用いて,1軸回転による位相拡散と,成分間散乱による4波混合という2つの相互作用駆動機構を定量化する。 調整相互作用とトラップパラメータがこれらの効果間のトレードオフを生じさせる状態を特定し、成分間散乱長の減少が感度を反感的に悪化させることを示した。 最後に、渦ジャイロスコープと誘導サニャック干渉計を比較し、より優れたスケーリングを示し、コンパクトな精密回転検出の候補として確立した。

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