利用具有负有效质量的自旋系统克服引力波探测器中的标准量子极限
量子物理
2018-07-25 v1
摘要
测量的量子反作用(QBA)限制了自由质量运动观测的精度。这一深刻效应在量子力学早期被称为“海森堡显微镜”，导致了源于测量灵敏度与QBA之间平衡的标准量子极限(SQL)。在此，我们考虑在具有有效负质量的量子参考系中对自由质量运动的测量，该测量不受QBA限制。因此，对自由质量运动的扰动可以被测量到超越SQL。对自由质量运动的QBA受限探测极具挑战性，但存在一些该效应预期发挥重要作用的装置，即引力波探测器(GWD)如LIGO和VIRGO。近期关于引力波观测的报道为宇宙学和天体物理学开辟了新视野。本文提出一种通用思路及详细的数值分析，用于GWD镜面上引力波效应的避QBA测量，在相关条件下这些镜面可视为自由质量。测量由探测GWD和辅助原子自旋系综的两束纠缠光完成，后者起到自由负质量的作用。我们表明，在实际条件下，GWD在整个感兴趣频带上的灵敏度可显著提升。
引用
@article{arxiv.1710.10405,
title = {Overcoming the SQL in gravitational wave detectors using spin systems with negative effective mass},
author = {Farid Khalili and Eugene S. Polzik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.10405},
year = {2018}
}