اقتراح اختبار معزز التشابك لانتهاك تناظر لورنتز المحلي عبر ذرات السبينور

عقدة المصدر: 1755471

مين تشوانغ1، Jiahao هوانغ2,3، و Chaohong Lee1,2,3

1كلية الفيزياء وهندسة الإلكترونيات الضوئية ، جامعة شنتشن ، شنتشن 518060 ، الصين
2مختبر مقاطعة غوانغدونغ الرئيسي لمقياس الكم والاستشعار وكلية الفيزياء والفلك ، جامعة صن يات سين (حرم تشوهاى) ، تشوهاى 519082 ، الصين
3مختبر الدولة الرئيسي للمواد والتقنيات الإلكترونية الضوئية ، جامعة صن يات سين (حرم قوانغتشو) ، قوانغتشو 510275 ، الصين

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

الثبات في ظل تحولات لورنتز أمر أساسي لكل من النموذج القياسي والنسبية العامة. يجذب اختبار انتهاك تناظر لورنتز (LSV) عبر الأنظمة الذرية اهتمامات واسعة في كل من النظرية والتجربة. في العديد من مقترحات الاختبار ، يتم وصف تأثيرات انتهاك LSV على أنها تفاعل محلي ويمكن أن تصل دقة الاختبار المقابلة بشكل مقارب إلى حد Heisenberg من خلال زيادة معلومات Fisher الكمومية (QFI) ، لكن الدقة المحدودة للملاحظات الجماعية تمنع اكتشاف QFI الكبير. هنا ، نقترح قياس تداخل كمي متعدد الأنماط متعدد الأجسام لاختبار معلمة LSV $ kappa $ عبر مجموعة من ذرات السبينور. من خلال استخدام حالة GHZ متعددة الأنماط $ N $ ، يمكن أن تصل دقة الاختبار إلى حد Heisenberg $ Delta kappa propto 1 / (F ^ 2N) $ بطول الدوران $ F $ والرقم الذري $ N $. وجدنا عملية واقعية يمكن ملاحظتها (أي عملية قياس عملية) لتحقيق الدقة المطلقة وتحليل اختبار LSV عبر قياس التداخل ثلاثي الأوضاع الذي يمكن الوصول إليه تجريبياً باستخدام ذرات Bose المكثفة المغزلية- $ 1 دولار على سبيل المثال. من خلال اختيار حالات الإدخال المناسبة وعملية إعادة التركيب الأحادي ، يمكن استخراج معلمة LSV $ kappa $ عبر قياس عدد السكان الممكن تحقيقه. على وجه الخصوص ، يمكن لدقة قياس معلمة LSV $ kappa $ التغلب على حد الكم القياسي وحتى الاقتراب من حد Heisenberg عبر ديناميكيات خلط الدوران أو القيادة عبر انتقالات الطور الكمومي. علاوة على ذلك ، فإن المخطط قوي ضد التأثير غير الإشعاعي وضوضاء الكشف. قد يفتح مخطط الاختبار الخاص بنا طريقة مجدية لإجراء تحسين جذري لاختبارات LSV مع الأنظمة الذرية ويوفر تطبيقًا بديلاً للحالات المتشابكة متعددة الجسيمات.

الثبات في ظل تحولات لورنتز أمر أساسي لكل من النموذج القياسي والنسبية العامة. يجذب اختبار انتهاك تناظر لورنتز (LSV) عبر الأنظمة الذرية اهتمامات واسعة في كل من النظرية والتجربة. هنا ، نقترح قياس تداخل كمي متعدد الأنماط متعدد الأجسام لاختبار معلمة LSV عبر مجموعة من ذرات السبينور. من خلال استخدام حالة N-atom multimode GHZ ، يمكن أن تصل دقة الاختبار إلى حد Heisenberg. نجد عملية واقعية يمكن ملاحظتها (أي عملية قياس عملية) لتحقيق الدقة القصوى وتحليل اختبار LSV عبر قياس التداخل ثلاثي الأوضاع الذي يمكن الوصول إليه تجريبياً مع ذرات Bose المكثفة Spin-1 على سبيل المثال. عن طريق اختيار حالات الإدخال المناسبة وعملية إعادة التركيب الأحادي ، يمكن استخراج معلمة LSV عبر قياس السكان الممكن تحقيقه. على وجه الخصوص ، يمكن لدقة قياس معلمة LSV التغلب على حد الكم القياسي وحتى الاقتراب من حد Heisenberg عبر ديناميكيات خلط الدوران أو القيادة عبر انتقالات الطور الكمومي. علاوة على ذلك ، فإن المخطط قوي ضد التأثير غير الإشعاعي وضوضاء الكشف. قد يفتح مخطط الاختبار الخاص بنا طريقة مجدية لإجراء تحسين جذري لاختبارات LSV مع الأنظمة الذرية ويوفر تطبيقًا بديلاً للحالات المتشابكة متعددة الجسيمات.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] CW Misner و KS Thorne و JA Wheeler ، Gravitation (فريمان ، سان فرانسيسكو ، 1970).
https: / / doi.org/ 10.1002 / asna.19752960110

[2] ماتينجلي ، القس الحي ، النسبية 8 ، 5 (2005).
https: / / doi.org/ 10.12942 / lrr-2005-5

[3] S. Liberati و L. Maccione ، Annu. القس نوكل. جزء. علوم. 59 ، 245 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev.nucl.010909.083640

[4] S. Liberati ، كلاس. الجاذبية الكمية 30 ، 133001 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​30/​13/​133001

[5] جي دي تاسون ، النائب. Prog. فيز. 77 ، 062901 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​77/​6/​062901

[6] إم بوسبيلوف ، واي.شانج ، فيز. القس د 85 ، 105001 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.105001

[7] VA Kostelecký و N. Russell ، Rev. Mod. فيز. 83 ، 11 (2011).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.83.11

[8] VA Kostelecký و R. Potting ، Phys. القس د 51 ، 3923 (1995).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.51.3923

[9] كولاداي و VA Kostelecký ، فيز. القس د 55 ، 6760 (1997).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.55.6760

[10] كولاداي و VA Kostelecký ، فيز. القس د 58 ، 116002 (1998).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.58.116002

[11] VA Kostelecký ، فيز. القس د 69 ، 105009 (2004).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.105009

[12] VA Kostelecký و JD Tasson، Phys. القس د 83 ، 016013 (2011).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.83.016013

[13] P. Hořava، Phys. القس D 79 ، 084008 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.79.084008

[14] Kostelecký و S. Samuel ، Phys. القس د 39 ، 683 (1989).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.39.683

[15] ر. جامبيني ، وجي بولين ، فيز. القس D 59 ، 124021 (1999).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.59.124021

[16] اس جي نيبلينك ، إم. بوسبيلوف ، فيز. القس ليت. 94 ، 081601 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.081601

[17] السيد دوغلاس ، و NA Nekrasov ، Rev. Mod. فيز. 73 ، 977 (2001).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.977

[18] O. Bertolami ، R. Lehnert ، R. Potting ، و A. Ribeiro ، Phys. القس د 69 ، 083513 (2004).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.083513

[19] آر سي مايرز ، وم. بوسبيلوف ، فيز. القس ليت. 90 ، 211601 (2003).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.211601

[20] سافرونوفا ، د. بودكر ، د. ديميل ، د. فيز. 90 ، 025008 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008

[21] MA Hohensee، N. Leefer، D. Budker، C. Harabati، VA Dzuba، and VV Flambaum، Phys. القس ليت. 111 ، 050401 (2013).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.050401

[22] T. Pruttivarasin، M. Ramm، SG Porsev، I. Tupitsyn، MS Safronova، MA Hohensee، and H. Häffner، Nature (London) 517، 592 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature14091

[23] VA Dzuba و VV Flambaum و MS Safronova و SG Porsev و T. Pruttivarasin و MA Hohensee و H. Häffner، Nat. 12 فيز ، 465 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3610

[24] R. Shaniv ، R. Ozeri ، MS Safronova ، SG Porsev ، VA Dzuba ، VV Flambaum ، و H. Häffner ، Phys. القس ليت. 120 ، 103202 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.103202

[25] VA Kostelecký، C. Lane، Phys. القس د 60 ، 116010 (1999).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.60.116010

[26] L. Li و X. Li و B. Zhang و L. You، Phys. القس أ 99 ، 042118 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042118

[27] VA Kostelecký و CD Lane ، J. Math. فيز. (نيويورك) 40 ، 6245 (1999).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533090

[28] JJ Bollinger و WM Itano و DJ Wineland و Phys. القس أ 54 ، R4649 (1996).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.R4649

[29] T. Monz ، P. Schindler ، JT Barreiro ، M. Chwalla ، D. Nigg ، WA Coish ، M. Harlander ، W. Hänsel ، M. Hennrich ، and R. Blat ، Phys. القس ليت. 106 ، 130506 (2011).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.130506

[30] J. Huang، X. Qin، H. Zhong، Y. Ke، and C. Lee، Sci. مندوب. 5 ، 17894 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / srep17894

[31] سي لي ، فيز. القس ليت. 97 ، 150402 (2006).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.150402

[32] سي لي ، فيز. القس ليت. 102 ، 070401 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.070401

[33] SD Huver و CF Wildfeuer و JP Dowling و Phys. القس أ 78 ، 063828 (2008).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.063828

[34] سي لي ، جيه هوانغ ، إتش دينغ ، إتش داي ، وجيه شو ، فرونت. فيز. 7 ، 109 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11467-011-0228-6

[35] Y. Kawaguchia، M. Ueda، Phys. ممثلات 520 ، 253 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2012.07.005

[36] M. Zhuang ، و J. Huang ، و C. Lee ، و Phys. القس أ. 98 ، 033603 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.033603

[37] SC Burd، R. Srinivas، JJ Bollinger، AC Wilson، DJ Wineland، D. Leibfried، DH Slichter، DTC Allcock، Science 364، 1163 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaw2884

[38] لينيمان ، إتش ستروبل ، دبليو ميسيل ، جيه شولز ، آر جي لويس سوان ، ك في خيرونتسيان ، وإم. القس ليت. 117 ، 013001 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.013001

[39] O. Hosten، R. Krishnakumar، NJ Engelsen، MA Kasevich، Science 352، 6293 (2016).
https: / / doi.org/10.1126 / science.aaf3397

[40] SS Mirkhalaf ، و SP Nolan ، و SA Haine ، و Phys. القس أ 97 ، 053618 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.053618

[41] F. Fröwis، P. Sekatski، and W. Dür، Phys. القس ليت. 116 ، 090801 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.090801

[42] SS Szigeti و RJ Lewis-Swan و SA Haine و Phys. القس ليت. 118 ، 150401 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.150401

[43] J. Huang، M. Zhuang، B. Lu، Y. Ke، and C. Lee، Phys. القس أ 98 ، 012129 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012129

[44] J. هوانغ ، إم زوانغ ، وسي. لي ، فيز. القس أ 97 ، 032116 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032116

[45] F. Anders ، L. Pezzè ، A. Smerzi ، و C. Klempt ، Phys. القس أ 97 ، 043813 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.043813

[46] جاكوبسون ، arXiv: 0801.1547 (2007).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1142 / 9789812779519_0014
أرخايف: 0801.1547

[47] Blas، O. Pujolàs، and S. Sibiryakov، Phys. القس ليت 104 ، 181302 (2010).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.181302

[48] AA Ungar، Symmetry 12، 1259 (2020).
https: / / doi.org/10.3390 / sym12081259

[49] تي بي هيفنر ، إس آر جيفيرتس ، إي أيه دونلي ، جي إتش شيرلي وتي إي باركر ، Metrologia 42 ، 411 (2005).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0026-1394/​42/​5/​012

[50] S. Weyers ، V.Gerginov ، N. Nemitz ، R. Li and K. Gibble ، Metrologia 49، 82 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0026-1394/​49/​1/​012

[51] B. Wu، ZY Wang، B. Cheng، QY Wang، AP Xu and Q. Lin، J. Phys. مضرب. مول. يختار، يقرر. فيز. 47 ، 015001 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​1/​015001

[52] إ. ب. الكسندروف ، فيز. Scr. ، 2003 ، 27 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1238 / Physica.Topical.105a00027

[53] SJ Seltzer و PJ Meares و MV Romalis و Phys. القس أ 75 ، 051407 (R) (2007).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.051407

[54] K. Jensen و VM Acosta و JM Higbie و MP Ledbetter و SM Rochester و D. Budker و Phys. القس أ 79 ، 023406 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.023406

[55] توث و آي أبيلانيز ، ج. فيز. ج: الرياضيات. النظرية. 47 ، 424006 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​42/​424006

[56] R. Demkowicz-Dobrzański ، M. Jarzyna ، و J. Kolodyński ، التقدم في البصريات ، تحرير إي وولف (إلسفير ، المجلد 60 ، 2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / bs.po.2015.02.003

[57] بيزي وأ. سميرزي ، فيز. القس ليت. 102 ، 100401 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.100401

[58] P. Hyllus ، L. Pezzé ، و A. Smerzi ، فيز. القس ليت. 105 ، 120501 (2010).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.120501

[59] J. Huang ، S. Wu ، H. Zhong ، and C. Lee ، Annu. القس كولد أت. مول. 2 ، 365 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1142 / 9789814590174_0007

[60] SL Braunstein و CM Caves ، Phys. القس ليت. 72 ، 3439 (1994).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.72.3439

[61] جيوفانيتي ، س. لويد ، ول. ماكون ، العلوم 306 ، 1330 (2004).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.1104149

[62] جيوفانيتي ، س.لويد ، ول.ماكون ، نيتشر فوتون 5 ، 222 (2011).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35

[63] جي جي بونيه ، بي سي سوير ، جي دبليو بريتون ، إم إل وول ، آم ري ، إم فوس-فيج ، وجي جي بولينجر ، العلوم 352 ، 1297 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.aad9958

[64] Z. Zhang ، و L.-M. دوان ، فيز. القس ليت. 111 ، 180401 (2013).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.180401

[65] Y. Zou، L. Wu، Q. Liu، X. Luo، S. Guo، J. Cao، M. Tey، and L. You، Proc Natl Acad Sci USA 201، 7151 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1715105115

[66] X. Luo، Y. Zou، L. Wu، Q. Liu، M. Han، M. Tey، and L. You، Science 355، 620 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aag1106

[67] S. Guo، F. Chen، Q. Liu، M. Xue، J. Chen، J. Cao، T. Mao، MK Tey، and L. You، Phys. القس ليت. 126 ، 060401 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.060401

[68] DM Stamper-Kurn و M. Ueda ، Rev. Mod. فيز. 85 ، 1191 (2013).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.1191

[69] M. Gabbrielli، L.Pzzè، A. Smerzi، Phys. القس ليت. 115 ، 163002 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.163002

[70] T. هو ، فيز. القس ليت. 81 ، 742 (1998).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.742

[71] T. Ohmi و K. Machida و J. Phys. شركة Jpn. 67 ، 1822 (1998).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.67.1822

[72] E. Davis ، و G. Bentsen ، و M. Schleier-Smith ، Phys. القس ليت. 116 ، 053601 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.053601

[73] ت. ماكرو ، أ. سميرزي ، وإل بيزي ، فيز. القس أ 94 ، 010102 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.010102

[74] نولان ، SS Szigeti ، و SA Haine ، فيز. القس ليت. 119 ، 193601 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.193601

[75] بيزي وأ. سميرزي ، فيز. القس ليت. 110 ، 163604 (2013).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.163604

[76] M. Zhuang ، و J. Huang ، و C. Lee ، و Phys. القس المطبق 16 ، 064056 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.16.064056

[77] H. Xing ، A. Wang ، QS Tan ، W. Zhang ، S. Yi ، Phys. القس أ 93 ، 043615 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.043615

دليلنا يستخدم من قبل

لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2022-11-14 13:13:07: تعذر إحضار بيانات مستشهد بها من أجل 10.22331 / q-2022-11-14-859 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا. على إعلانات ساو / ناسا لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2022-11-14 13:13:08).

الطابع الزمني:

اكثر من مجلة الكم