ข้อเสนอการทดสอบที่ปรับปรุงการพัวพันสำหรับการละเมิดความสมมาตร Lorentz ในพื้นที่ผ่านอะตอมของสปินเนอร์

โหนดต้นทาง: 1755471

มินจวง1,เจียห่าวหวาง2,3และ Chaohong Lee1,2,3

1วิทยาลัยฟิสิกส์และวิศวกรรมออปโตอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยเซินเจิ้น เซินเจิ้น 518060 ประเทศจีน
2ห้องปฏิบัติการหลักมณฑลกวางตุ้งของมาตรวิทยาควอนตัมและการตรวจจับ & โรงเรียนฟิสิกส์และดาราศาสตร์, มหาวิทยาลัยซุนยัตเซ็น (วิทยาเขตจูไห่), จูไห่ 519082, จีน
3State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus), กวางโจว 510275, จีน

พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.

นามธรรม

ความไม่แปรปรวนภายใต้การแปลงลอเรนซ์เป็นพื้นฐานของทั้งแบบจำลองมาตรฐานและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การทดสอบการละเมิดความสมมาตรแบบลอเรนซ์ (LSV) ผ่านระบบอะตอมนั้นดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางทั้งในด้านทฤษฎีและการทดลอง ในข้อเสนอการทดสอบหลายฉบับ ผลกระทบของการละเมิด LSV ถูกอธิบายว่าเป็นการโต้ตอบเฉพาะที่ และความแม่นยำในการทดสอบที่เกี่ยวข้องสามารถไปถึงขีดจำกัดของไฮเซนเบิร์กโดยไม่เห็นสัญญาณโดยการเพิ่มข้อมูลควอนตัมฟิชเชอร์ (QFI) แต่ความละเอียดที่จำกัดของสิ่งที่สังเกตได้แบบรวมทำให้ไม่สามารถตรวจจับ QFI ขนาดใหญ่ได้ ที่นี่ เราเสนออินเตอร์เฟอโรเมทรีควอนตัมหลายตัวแบบหลายโหมดสำหรับการทดสอบพารามิเตอร์ LSV $kappa$ ผ่านชุดของอะตอมของสปินเนอร์ ด้วยการใช้สถานะ $N$-atom multimode GHZ ความแม่นยำในการทดสอบสามารถบรรลุขีดจำกัดของไฮเซนเบิร์ก $Delta kappa propto 1/(F^2N)$ ด้วยความยาวสปิน $F$ และหมายเลขอะตอม $N$ เราพบสิ่งที่สังเกตได้จริง (เช่น กระบวนการวัดที่ใช้งานได้จริง) เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุดและวิเคราะห์การทดสอบ LSV ผ่านอินเตอร์เฟอโรเมทรีแบบสามโหมดที่สามารถเข้าถึงได้จากการทดลอง เช่น Bose condensed spin-$1$ atoms ด้วยการเลือกสถานะอินพุตที่เหมาะสมและการดำเนินการรวมกันอีกครั้งแบบรวม พารามิเตอร์ LSV $kappa$ สามารถแยกออกมาผ่านการวัดจำนวนประชากรที่เป็นจริงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความแม่นยำในการวัดของพารามิเตอร์ LSV $kappa$ สามารถเอาชนะขีดจำกัดควอนตัมมาตรฐานและเข้าใกล้ขีดจำกัดของไฮเซนเบิร์กได้ด้วยไดนามิกการผสมสปินหรือการขับเคลื่อนผ่านการเปลี่ยนเฟสควอนตัม ยิ่งไปกว่านั้น โครงร่างยังทนทานต่อผลกระทบที่ไม่ใช่อะเดียแบติกและสัญญาณรบกวนจากการตรวจจับ รูปแบบการทดสอบของเราอาจเปิดทางที่เป็นไปได้สำหรับการปรับปรุงอย่างมากของการทดสอบ LSV ด้วยระบบปรมาณูและให้ทางเลือกอื่นในการประยุกต์ใช้สถานะพัวพันหลายอนุภาค

ความไม่แปรปรวนภายใต้การแปลงลอเรนซ์เป็นพื้นฐานของทั้งแบบจำลองมาตรฐานและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การทดสอบการละเมิดความสมมาตรแบบลอเรนซ์ (LSV) ผ่านระบบอะตอมนั้นดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางทั้งในด้านทฤษฎีและการทดลอง ที่นี่ เราเสนออินเตอร์เฟอโรเมทรีควอนตัมหลายตัวแบบหลายโหมดสำหรับการทดสอบพารามิเตอร์ LSV ผ่านทางกลุ่มอะตอมของสปินเนอร์ ด้วยการใช้สถานะ GHZ มัลติโหมด N-atom ความแม่นยำในการทดสอบสามารถบรรลุขีดจำกัดไฮเซนเบิร์ก เราพบสิ่งที่สังเกตได้จริง (เช่น กระบวนการวัดเชิงปฏิบัติ) เพื่อให้ได้ความแม่นยำขั้นสูงสุด และวิเคราะห์การทดสอบ LSV ผ่านอินเตอร์เฟอโรเมทรีแบบสามโหมดที่สามารถเข้าถึงได้จากการทดลองด้วยอะตอม Bose condensed spin-1 เป็นต้น ด้วยการเลือกสถานะอินพุตที่เหมาะสมและการดำเนินการรวมกันอีกครั้งหนึ่ง พารามิเตอร์ LSV สามารถแยกออกมาผ่านการวัดจำนวนประชากรที่เป็นจริงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความแม่นยำในการวัดของพารามิเตอร์ LSV สามารถเอาชนะขีดจำกัดควอนตัมมาตรฐานและแม้แต่เข้าใกล้ขีดจำกัดของไฮเซนเบิร์กผ่านไดนามิกของการผสมสปินหรือการขับเคลื่อนผ่านการเปลี่ยนเฟสควอนตัม ยิ่งไปกว่านั้น โครงร่างยังทนทานต่อผลกระทบที่ไม่ใช่อะเดียแบติกและสัญญาณรบกวนจากการตรวจจับ รูปแบบการทดสอบของเราอาจเปิดทางที่เป็นไปได้สำหรับการปรับปรุงอย่างมากของการทดสอบ LSV ด้วยระบบปรมาณูและให้ทางเลือกอื่นในการประยุกต์ใช้สถานะพัวพันหลายอนุภาค

► ข้อมูล BibTeX

► ข้อมูลอ้างอิง

[1] CW Misner, KS Thorne และ JA Wheeler, Gravitation (ฟรีแมน, ซานฟรานซิสโก, 1970)
https://​doi.org/​10.1002/​asna.19752960110

[2] D. Mattingly, Living Rev. Relativity 8, 5 (2005)
https://doi.org/10.12942/​lrr-2005-5

[3] เอส. ลิเบราติ และ แอล. แมคซิโอเน, แอนนู รายได้ Nucl. ส่วนหนึ่ง. วิทย์ 59, 245 (2009).
https://​doi.org/​10.1146/​annurev.nucl.010909.083640

[4] ส. ลิเบราติ, ชั้น. ควอนตัมแรงโน้มถ่วง 30, 133001 (2013)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​30/​13/​133001

[5] JD Tasson ตัวแทน Prog ฟิสิกส์ 77, 062901 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​77/​6/​062901

[6] M. Pospelov, Y. Shang, Phys. รายได้ ง. 85, 105001 (2012).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.85.105001

[7] VA Kostelecký และ N. Russell, Rev. Mod ฟิสิกส์ 83, 11 (2011).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.83.11

[8] VA Kostelecký และ R. Potting, Phys. รายได้ ง. 51, 3923 (1995)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.51.3923

[9] D. Colladay และ VA Kostelecký, Phys. รายได้ง. 55, 6760 (1997)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.55.6760

[10] D. Colladay และ VA Kostelecký, Phys. รายได้ง. 58, 116002 (1998)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.58.116002

[11] เวอร์จิเนีย Kostelecký, Phys. รายได้ ง.69, 105009 (2004)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.69.105009

[12] VA Kostelecký และ JD Tasson, Phys. รายได้ ง.83, 016013 (2011).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.83.016013

[13] พี. โฮซาวา, Phys. รายได้ ง79, 084008 (2009).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.79.084008

[14] VA Kostelecký และ S. Samuel, Phys. รายได้ D 39, 683 (1989)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.39.683

[15] R. Gambini และ J. Pullin, Phys. รายได้ ง.59, 124021 (1999)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.59.124021

[16] SG Nibbelink, M. Pospelov, สรีรวิทยา รายได้ Lett 94, 081601 (2005).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.94.081601

[17] MR Douglas และ NA Nekrasov รายได้ Mod ฟิสิกส์ 73, 977 (2001).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.73.977

[18] O. Bertolami, R. Lehnert, R. Potting และ A. Ribeiro, Phys. รายได้ ง.69, 083513 (2004).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.69.083513

[19] RC Myers และ M. Pospelov, Phys. รายได้ Lett 90, 211601 (2003).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.90.211601

[20] MS Safronova, D. Budker, D. DeMille, DFJ Kimball, A. Derevianko และ CW Clark, Rev. Mod ฟิสิกส์ 90, 025008 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.90.025008

[21] MA Hohensee, N. Leefer, D. Budker, C. Harabati, VA Dzuba และ VV Flambaum, Phys. รายได้ Lett 111, 050401(2013).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.111.050401

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

[23] VA Dzuba, VV Flambaum, MS Safronova, SG Porsev, T. Pruttivarasin, MA Hohensee และ H. Häffner, Nat ส 12, 465 (2016).
https://doi.org/10.1038/​nphys3610

[24] R. Shaniv, R. Ozeri, MS Safronova, SG Porsev, VA Dzuba, VV Flambaum และ H. Häffner, Phys. รายได้ Lett 120, 103202 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.103202

[25] VA Kostelecký, C. Lane, Phys. รายได้ ง.60, 116010 (1999)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.60.116010

[26] L. Li, X. Li, B. Zhang และ L. You, Phys รายได้ ก 99, 042118 (2019)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.99.042118

[27] VA Kostelecký และ CD Lane, J. Math ฟิสิกส์ (นย) 40, 6245 (1999).
https://doi.org/10.1063/​1.533090

[28] JJ Bollinger, WM Itano และ DJ Wineland, Phys. รายได้ที่ 54, R4649 (1996)
https://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 และ R. Blat, Phys. รายได้ Lett 106, 130506 (2011).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.106.130506

[30] J. Huang, X. Qin, H. Zhong, Y. Ke และ C. Lee, Sci. ตัวแทน 5, 17894 (2015)
https://doi.org/10.1038/​srep17894

[31] ซี. ลี, Phys. รายได้ Lett 97, 150402 (2006).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.97.150402

[32] ซี. ลี, Phys. รายได้ Lett 102, 070401 (2009).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.102.070401

[33] SD Huver, CF Wildfeuer และ JP Dowling, Phys. รายได้ ก 78, 063828 (2008).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.78.063828

[34] C. Lee, J. Huang, H. Deng, H. Dai และ J. Xu, Front ฟิสิกส์ 7, 109 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11467-011-0228-6

[35] Y. Kawaguchi, M. Ueda, Phys. ตัวแทน 520, 253 (2012)
https://doi.org/10.1016/​j.physrep.2012.07.005

[36] M. Zhuang, J. Huang และ C. Lee, Phys. ที่ ก.98, 033603 (2018).
https://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] D. Linnemann, H. Strobel, W. Muessel, J. Schulz, RJ Lewis-Swan, KV Kheruntsyan และ MK Oberthaler, Phys. รายได้ Lett 117, 013001 (2016).
https://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, SP Nolan และ SA Haine, Phys. รายได้ ก 97, 053618 (2018)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.97.053618

[41] F. Fröwis, P. Sekatski และ W. Dur, Phys. รายได้ Lett 116, 090801 (2016).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.116.090801

[42] SS Szigeti, RJ Lewis-Swan และ SA Haine, Phys. รายได้ Lett 118, 150401 (2017).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.118.150401

[43] J. Huang, M. Zhuang, B. Lu, Y. Ke และ C. Lee, Phys. รายได้ ก 98, 012129 (2018)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.98.012129

[44] J. Huang, M. Zhuang และ C. Lee, Phys. รายได้ ก 97, 032116 (2018)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.97.032116

[45] F. Anders, L. Pezzè, A. Smerzi และ C. Klemp, Phys. รายได้ ก 97, 043813 (2018)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.97.043813

[46] ที. เจค็อบสัน, arXiv:0801.1547 (2007).
https://doi.org/​10.1142/​9789812779519_0014
arXiv: 0801.1547

[47] D. Blas, O. Pujolas และ S. Sibiryakov, Phys. รายได้ Lett 104, 181302 (2010)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.104.181302

[48] AA Ungar, สมมาตร 12, 1259 (2020)
https://​doi.org/​10.3390/​sym12081259

[49] TP Heavner, SR Jefferts, EA Donley, JH Shirley และ TE Parker, Metrologia 42, 411 (2005)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0026-1394/​42/​5/​012

[50] S. Weyers, V. Gerginov, N. Nemitz, R. Li และ 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 และ Q. Lin, J. Phys บี: ที่. โมล เลือก. ฟิสิกส์ 47, 015001 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​1/​015001

[52] อีบี อเล็กซานดรอฟ, Phys. วท., 2003, 27 (2003).
https://​doi.org/​10.1238/​Physica.Topical.105a00027

[53] SJ Seltzer, PJ Meares และ MV Romalis, Phys. รายได้ ก 75, 051407(R) (2007).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.75.051407

[54] K. Jensen, VM Acosta, JM Higbie, MP Ledbetter, SM Rochester และ D. Budker, Phys. ที่ ก.79, 023406 (2009).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.79.023406

[55] G. Tóth และ I. Apellaniz, J. Phys. ตอบ: คณิตศาสตร์ ทฤษฎี 47, 424006 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​42/​424006

[56] R. Demkowicz-Dobrzański, M. Jarzyna และ J. Kolodyński, Progress in Optics, แก้ไขโดย E. Wolf (Elsevier, Vol. 60, 2015)
https://doi.org/10.1016/​bs.po.2015.02.003

[57] L. Pezzé และ A. Smerzi, Phys. รายได้ Lett 102, 100401 (2009).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.102.100401

[58] P. Hyllus, L. Pezzé และ A. Smerzi, Phys. รายได้ Lett 105, 120501 (2010).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.105.120501

[59] J. Huang, S. Wu, H. Zhong และ C. Lee, Annu รายได้เย็นที่ โมล 2, 365 (2014).
https://doi.org/​10.1142/​9789814590174_0007

[60] ถ้ำ SL Braunstein และ CM, Phys. รายได้ Lett 72, 3439 (1994).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.72.3439

[61] V. Giovannetti, S. Lloyd และ L. Maccone, Science 306, 1330 (2004)
https://doi.org/10.1126/​science.1104149

[62] V. Giovannetti, S. Lloyd และ L. Maccone, Nature Photon 5, 222 (2011)
https://doi.org/10.1038/​nphoton.2011.35

[63] JG Bohnet, BC Sawyer, JW Britton, MLWall, AM Rey, M. Foss-Feig และ JJ Bollinger, Science 352, 1297 (2016)
https://doi.org/10.1126/​science.aad9958

[64] Z. Zhang และ L.-M. ลำดวน, พศ. รายได้ Lett 111, 180401 (2013).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.111.180401

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

[66] X. Luo, Y. Zou, L. Wu, Q. Liu, M. Han, M. Tey และ 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 และ L. You, Phys รายได้ Lett 126, 060401 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.060401

[68] DM Stamper-Kurn และ M. Ueda, Rev. Mod ฟิสิกส์ 85, 1191 (2013).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.85.1191

[69] M. Gabbrielli, L. Pezzè และ A. Smerzi, Phys. รายได้ Lett 115, 163002 (2015).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.115.163002

[70] ที. โฮ, Phys. รายได้ Lett 81, 742 (1998).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.81.742

[71] T. Ohmi และ K. Machida, J. Phys. สังคม เจ.พี.เอ็น. 67, 1822 (1998).
https://doi.org/​10.1143/​JPSJ.67.1822

[72] E. Davis, G. Bentsen และ M. Schleier-Smith, Phys. รายได้ Lett 116, 053601 (2016).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.116.053601

[73] T. Macrì, A. Smerzi และ L. Pezzè, Phys. ฉบับที่ 94, 010102 (2016)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.94.010102

[74] SP Nolan, SS Szigeti และ SA Haine, Phys. รายได้ Lett 119, 193601 (2017).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.193601

[75] L. Pezzé และ A. Smerzi, Phys. รายได้ Lett 110, 163604 (2013).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.110.163604

[76] M. Zhuang, J. Huang และ C. Lee, Phys. รายได้ที่ 16, 064056 (2021)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevApplied.16.064056

[77] H. Xing, A. Wang, QS Tan, W. Zhang และ S. Yi, Phys รายได้ ก 93, 043615 (2016)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.93.043615

อ้างโดย

ไม่สามารถดึงข้อมูล Crossref อ้างโดย data ระหว่างความพยายามครั้งสุดท้าย 2022-11-14 13:13:07 น.: ไม่สามารถดึงข้อมูลที่อ้างถึงสำหรับ 10.22331 / q-2022-11-14-859 ​​จาก Crossref นี่เป็นเรื่องปกติหาก DOI ได้รับการจดทะเบียนเมื่อเร็วๆ นี้ บน อบต./นาซ่าโฆษณา ไม่พบข้อมูลอ้างอิงงาน (ความพยายามครั้งสุดท้าย 2022-11-14 13:13:08)

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก วารสารควอนตัม