Centimeter-scale torsional oscillator active laser cooling
量子物理
2025-04-10 v2 原子物理
光学
摘要
实验测试重力本质性质需要机械系统处于量子范畴且对重力敏感。 torsion pendula 历史上在经典重力研究中发挥着重要作用，由于其本征高机械品质因数，即使加载质量后，也适合将重力测试扩展到量子领域。本文演示了将厘米尺度扭转振子从室温激光制冷至 10 mK（平均占据 6000 个声子）的实验结果。通过对扭转模式进行量子噪声受限的光学测量（测量不确定度比峰值零点运动低 9.8 dB），并以此为条件的光学辐射压力实现。测量灵敏度源自一种新型“镜像”光杠杆，其被动地通过 60 dB 抑制了多余的空间模式噪声。高机械品质因数（）和量子噪声受限的测量不确定度，构成实现扭转运动量子基态所必需的条件——这是机械重力性质量子化测试的先决条件。
引用
@article{arxiv.2409.02275,
title = {Active laser cooling of a centimeter-scale torsional oscillator},
author = {Dong-Chel Shin and Tina M. Hayward and Dylan Fife and Rajesh Menon and Vivishek Sudhir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02275},
year = {2025}
}