利用二维囚禁离子机械振子实现低于零点涨落的振幅传感
量子物理
2017-07-03 v2 原子物理
摘要
我们提出了一种测量包含约100个离子的二维离子晶体质心 (COM) 运动振幅的技术。通过感测远离 COM 共振频率处的运动，我们实验确定了该技术的测量不精确度。我们分辨了小至 50 pm 的振幅，比 COM 模式零点涨落小40倍。该技术采用自旋相关的光偶极力将机械振荡耦合到囚禁离子的电子自旋上，从而通过对自旋态的读出实现对 COM 运动一个正交分量的测量。我们展示了由自旋投影噪声和离共振光散射导致的自旋退相干所决定的灵敏度极限。当在 COM 模式频率共振下进行时，此处展示的技术能够实现极弱力（< 1 yN）和电场（< 1 nV/m）的探测，为探索量子传感极限和寻找超越标准模型的物理学提供了契机。
引用
@article{arxiv.1703.05369,
title = {Amplitude sensing below the zero-point fluctuations with a two-dimensional trapped-ion mechanical oscillator},
author = {K. A. Gilmore and J. G. Bohnet and B. C. Sawyer and J. W. Britton and J. J. Bollinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05369},
year = {2017}
}