通过腔中单次离共振受激拉曼散射实现单轴与双轴扭转自旋压缩

压缩自旋态在量子计量与传感中有重要应用。S{\o}rensen 与 M{\o}lmer [Phys. Rev. A 66, 022314(2002)] 已表明，在腔装置中通过双次离共振受激拉曼散射可实现有效的单轴扭转相互作用，产生随原子数 $N$ 缩放的噪声抑制 $\propto 1/N^{2/3}$。此处我们展示，通过对初始输入自旋态作适当改变，有可能通过\emph{单次}离共振受激拉曼散射产生单轴扭转自旋压缩，从而可极大简化实际实现。我们还展示，通过在耦合腔的同时旋转集体自旋，单轴扭转相互作用可转化为更高效的双轴扭转相互作用，产生海森堡极限的噪声抑制 $\propto1/N$。考虑原子退相干与腔衰变引起的噪声效应，我们发现当前实验室技术仍可实现显著的压缩。