1College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2Επαρχιακό Βασικό Εργαστήριο Κβαντικής Μετρολογίας και Αισθήσεων και Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Γκουανγκντόνγκ, Πανεπιστήμιο Sun Yat-Sen (Πανεπιστημιούπολη Zhuhai), Zhuhai 519082, Κίνα
3State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus), Guangzhou 510275, China
Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.
Περίληψη
Η αμετάβλητη υπό τους μετασχηματισμούς Lorentz είναι θεμελιώδης τόσο για το τυπικό μοντέλο όσο και για τη γενική σχετικότητα. Η δοκιμή παραβίασης συμμετρίας Lorentz (LSV) μέσω ατομικών συστημάτων προσελκύει εκτεταμένα ενδιαφέροντα τόσο στη θεωρία όσο και στο πείραμα. Σε αρκετές προτάσεις δοκιμών, τα φαινόμενα παραβίασης LSV περιγράφονται ως τοπική αλληλεπίδραση και η αντίστοιχη ακρίβεια δοκιμής μπορεί ασυμπτωτικά να φτάσει το όριο Heisenberg μέσω της αύξησης της κβαντικής πληροφορίας Fisher (QFI), αλλά η περιορισμένη ανάλυση των συλλογικών παρατηρήσιμων στοιχείων εμποδίζει τον εντοπισμό μεγάλων QFI. Εδώ, προτείνουμε μια πολύτροπη κβαντική συμβολομετρία πολλών σωμάτων για τη δοκιμή της παραμέτρου LSV $kappa$ μέσω ενός συνόλου ατόμων σπινορ. Χρησιμοποιώντας μια κατάσταση GHZ πολλαπλών λειτουργιών $N$-atom, η ακρίβεια δοκιμής μπορεί να φτάσει το όριο Heisenberg $Delta kappa propto 1/(F^2N)$ με το μήκος περιστροφής $F$ και τον αριθμό ατόμου $N$. Βρίσκουμε μια ρεαλιστική παρατηρήσιμη (δηλ. πρακτική διαδικασία μέτρησης) για την επίτευξη της απόλυτης ακρίβειας και την ανάλυση της δοκιμής LSV μέσω μιας πειραματικά προσβάσιμης συμβολομετρίας τριών τρόπων με συμπυκνωμένα άτομα σπιν-$1$ της Bose για παράδειγμα. Επιλέγοντας κατάλληλες καταστάσεις εισόδου και λειτουργία ενιαίου ανασυνδυασμού, η παράμετρος LSV $kappa$ μπορεί να εξαχθεί μέσω μέτρησης πραγματοποιήσιμου πληθυσμού. Ειδικά, η ακρίβεια μέτρησης της παραμέτρου LSV $kappa$ μπορεί να ξεπεράσει το τυπικό κβαντικό όριο και ακόμη και να προσεγγίσει το όριο του Heisenberg μέσω δυναμικής ανάμειξης περιστροφής ή μετάβασης μέσω κβαντικών μεταβάσεων φάσης. Επιπλέον, το σχήμα είναι ανθεκτικό έναντι του μη αδιαβατικού φαινομένου και του θορύβου ανίχνευσης. Το σχέδιο δοκιμών μας μπορεί να ανοίξει έναν εφικτό δρόμο για μια δραστική βελτίωση των δοκιμών LSV με ατομικά συστήματα και να παρέχει μια εναλλακτική εφαρμογή εμπλεκόμενων καταστάσεων πολλαπλών σωματιδίων.
Δημοφιλή περίληψη
► Δεδομένα BibTeX
► Αναφορές
[1] CW Misner, KS Thorne και JA Wheeler, Gravitation (Freeman, Σαν Φρανσίσκο, 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] S. Liberati and L. Maccione, Annu. Rev. Nucl. Μέρος. Sci. 59, 245 (2009).
https://doi.org/10.1146/annurev.nucl.010909.083640
[4] Σ. Λιμπεράτη, Τάξη. Quantum Gravity 30, 133001 (2013).
https://doi.org/10.1088/0264-9381/30/13/133001
[5] JD Tasson, Rep. Prog. Phys. 77, 062901 (2014).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/77/6/062901
[6] Μ. Pospelov, Y. Shang, Phys. Αναθ. Δ 85, 105001 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.105001
[7] VA Kostelecký και N. Russell, Rev. Mod. Phys. 83, 11 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.83.11
[8] VA Kostelecký and R. Potting, Phys. Rev. D 51, 3923 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.51.3923
[9] D. Colladay και VA Kostelecký, Phys. Rev. D 55, 6760 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.55.6760
[10] D. Colladay και VA Kostelecký, Phys. Rev. D 58, 116002 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.58.116002
[11] VA Kostelecký, Phys. Αναθ. Δ 69, 105009 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.105009
[12] VA Kostelecký και JD Tasson, Phys. Αναθ. Δ 83, 016013 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.83.016013
[13] P. Hořava, Phys. Αναθ. Δ 79, 084008 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.79.084008
[14] VA Kostelecký, and S. Samuel, Phys. Rev. D 39, 683 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.39.683
[15] R. Gambini, and J. Pullin, Phys. Rev. D 59, 124021 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.59.124021
[16] SG Nibbelink, M. Pospelov, Phys. Αναθ. Lett. 94, 081601 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.081601
[17] MR Douglas και NA Nekrasov, Rev. Mod. Phys. 73, 977 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.977
[18] O. Bertolami, R. Lehnert, R. Potting, and A. Ribeiro, Phys. Αναθ. Δ 69, 083513 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.083513
[19] RC Myers, and M. Pospelov, Phys. Αναθ. Lett. 90, 211601 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.211601
[20] MS Safronova, D. Budker, D. DeMille, DFJ Kimball, A. Derevianko και CW Clark, Rev. Mod. Phys. 90, 025008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008
[21] MA Hohensee, N. Leefer, D. Budker, C. Harabati, VA Dzuba, and VV Flambaum, Phys. Αναθ. 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, and H. Häffner, Nature (Λονδίνο) 517, 592 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature14091
[23] VA Dzuba, VV Flambaum, MS Safronova, SG Porsev, Τ. Pruttivarasin, ΜΑ Hohensee, and H. Häffner, Nat. Phys 12, 465 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3610
[24] R. Shaniv, R. Ozeri, MS Safronova, SG Porsev, VA Dzuba, VV Flambaum, and H. Häffner, Phys. Αναθ. Lett. 120, 103202 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.103202
[25] VA Kostelecký, C. Lane, Phys. Rev. D 60, 116010 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.60.116010
[26] L. Li, X. Li, B. Zhang και L. You, Phys. Α' 99, 042118 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042118
[27] VA Kostelecký and CD Lane, J. Math. Phys. (ΝΥ) 40, 6245 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533090
[28] JJ Bollinger, WM Itano και DJ Wineland, Phys. Rev. Α 54, R4649 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.R4649
[29] T. Monz, P. Schindler, JT Barreiro, M. Chwalla, D. Nigg, WA Coish, Μ. Harlander, W. Hänsel, Μ. Hennrich, and R. Blat, Phys. Αναθ. Lett. 106, 130506 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.130506
[30] J. Huang, X. Qin, Η. Zhong, Y. Ke, and C. Lee, Sci. Rep. 5, 17894 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep17894
[31] C. Lee, Phys. Αναθ. Lett. 97, 150402 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.150402
[32] C. Lee, Phys. Αναθ. Lett. 102, 070401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.070401
[33] SD Huver, CF Wildfeuer και JP Dowling, Phys. Αναθ. Α 78, 063828 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.063828
[34] C. Lee, J. Huang, Η. Deng, Η. Dai, and J. Xu, Front. Phys. 7, 109 (2012).
https://doi.org/10.1007/s11467-011-0228-6
[35] Y. Kawaguchia, Μ. Ueda, Phys. Rep. 520, 253 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2012.07.005
[36] Μ. Zhuang, J. Huang, and C. Lee, Phys. Αναθ. Α. 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, Η. Strobel, W. Muessel, J. Schulz, RJ Lewis-Swan, KV Kheruntsyan, and MK Oberthaler, Phys. Αναθ. 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 και SA Haine, Phys. Α' 97, 053618 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.053618
[41] F. Fröwis, P. Sekatski, and W. Dür, Phys. Αναθ. Lett. 116, 090801 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.090801
[42] SS Szigeti, RJ Lewis-Swan και SA Haine, Phys. Αναθ. Lett. 118, 150401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.150401
[43] J. Huang, Μ. Zhuang, B. Lu, Y. Ke, and C. Lee, Phys. Α' 98, 012129 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012129
[44] J. Huang, Μ. Zhuang, and C. Lee, Phys. Απ. Α 97, 032116 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032116
[45] F. Anders, L. Pezzè, A. Smerzi, and C. Klempt, Phys. Απ. Α 97, 043813 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.043813
[46] T. Jacobson, arXiv:0801.1547 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789812779519_0014
arXiv: 0801.1547
[47] D. Blas, O. Pujolàs, and S. Sibiryakov, Phys. Rev. Lett 104, 181302 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.181302
[48] AA Ungar, Symmetry 12, 1259 (2020).
https://doi.org/10.3390/sym12081259
[49] TP Heavner, SR Jefferts, EA Donley, JH Shirley and 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 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. Νυχτερίδα. ΜοΙ. Επιλέγω. Phys. 47, 015001 (2014).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/47/1/015001
[52] EB Alexandrov, Phys. Scr., 2003, 27 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1238 / Physica.Topical.105a00027
[53] SJ Seltzer, PJ Meares, και MV Romalis, Phys. Rev. A 75, 051407(R) (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.051407
[54] K. Jensen, VM Acosta, JM Higbie, MP Ledbetter, SM Rochester, and D. Budker, Phys. Αναθ. Α 79, 023406 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.023406
[55] G. Tóth and I. Apellaniz, J. Phys. Α: Μαθηματικά. Θεωρ. 47, 424006 (2014).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/47/42/424006
[56] R. Demkowicz-Dobrzański, M. Jarzyna, and J. Kolodyński, Progress in Optics, επιμέλεια E. Wolf (Elsevier, Vol. 60, 2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / bs.po.2015.02.003
[57] L. Pezzé and A. Smerzi, Phys. Αναθ. Lett. 102, 100401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.100401
[58] P. Hyllus, L. Pezzé, and A. Smerzi, Phys. Αναθ. Lett. 105, 120501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.120501
[59] J. Huang, S. Wu, Η. Zhong, and C. Lee, Annu. Rev. Cold At. ΜοΙ. 2, 365 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789814590174_0007
[60] SL Braunstein και CM Caves, Phys. Rev. Lett. 72, 3439 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.72.3439
[61] V. Giovannetti, S. Lloyd, and L. Maccone, Science 306, 1330 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1104149
[62] V. Giovannetti, S. Lloyd, and 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 και JJ Bollinger, Science 352, 1297 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aad9958
[64] Z. Zhang και L.-M. Duan, Phys. Αναθ. 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, and 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 και 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. Αναθ. Lett. 126, 060401 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.060401
[68] DM Stamper-Kurn and M. Ueda, Rev. Mod. Phys. 85, 1191 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.1191
[69] M. Gabbrielli, L. Pezzè, and A. Smerzi, Phys. Αναθ. Lett. 115, 163002 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.163002
[70] T. Ho, Phys. Αναθ. Lett. 81, 742 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.742
[71] T. Ohmi and K. Machida, J. Phys. Soc. Jpn. 67, 1822 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.67.1822
[72] E. Davis, G. Bentsen, and M. Schleier-Smith, Phys. Αναθ. Lett. 116, 053601 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.053601
[73] T. Macrì, A. Smerzi, and L. Pezzè, Phys. Α' 94, 010102 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.010102
[74] SP Nolan, SS Szigeti και SA Haine, Phys. Αναθ. Lett. 119, 193601 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.193601
[75] L. Pezzé and A. Smerzi, Phys. Αναθ. Lett. 110, 163604 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.163604
[76] Μ. Zhuang, J. Huang, and C. Lee, Phys. Εφαρμογή αναθ. 16, 064056 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.16.064056
[77] H. Xing, A. Wang, QS Tan, W. Zhang, and S. Yi, Phys. Α' 93, 043615 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.043615
Αναφέρεται από
Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους
