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开发DECIGO光弹簧量子锁定技术的第一步实验:通过配方完成对模拟量子噪声的灵敏度优化

广义相对论与量子宇宙学 2023-02-01 v1 量子物理

摘要

DECi-hertz干涉仪引力波天文台(DECIGO)是一个未来的天基激光干涉仪任务。DECIGO拥有1000公里长的臂腔,主要用于探测约0.1 Hz低频处的原初引力波(PGW)。电磁波谱中的观测已降低了PGW能量密度上限(Ωgw10151016\Omega_{\rm gw} \sim 10^{-15} \to 10^{-16})。结果,主要受量子噪声限制的DECIGO目标灵敏度需要进一步改善。为了在受DECIGO大衍射损耗约束的同时最大化探测可行性,理论上提出了一种带光弹簧的量子锁定技术以改善PGW的信噪比。在本文中,我们通过实验验证光弹簧量子锁定的一个关键要素:通过对多个探测器输出配方完成来实现灵敏度优化。该实验在简化的台式光学装置上运行,用经典噪声模拟量子噪声。我们成功地通过配方完成方法在两种不同激光功率下获得了最佳灵敏度。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.12683,
  title  = {First-step experiment in developing optical-spring quantum locking for DECIGO: sensitivity optimization for simulated quantum noise by completing the square},
  author = {Tomohiro Ishikawa and Yuki Kawasaki and Kenji Tsuji and Rika Yamada and Izumi Watanabe and Bin Wu and Shoki Iwaguchi and Ryuma Shimizu and Kurumi Umemura and Koji Nagano and Yutaro Enomoto and Kentaro Komori and Yuta Michimura and Akira Furusawa and Seiji Kawamura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12683},
  year   = {2023}
}

备注

10 pages, 14 figures