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Statistische Zeitbereichscharakterisierung nichtperiodischer optischer Uhren

Zeitstempel: 14. Juli 2022, 9:14 Uhr

Dario Cilluffo

Institut für Theoretische Physik & IQST, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 89081, Ulm, Deutschland
Universit$grave{a}$ degli Studi di Palermo, Dipartimento di Fisica e Chimica – Emilio Segrè, via Archirafi 36, I-90123 Palermo, Italien

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Abstrakt

Zeitmessung bedeutet, das Auftreten periodischer Phänomene zu zählen. In den vergangenen Jahrhunderten wurden große Anstrengungen unternommen, um stabile und präzise Oszillatoren herzustellen, die als Taktregler verwendet werden können. Hier betrachten wir eine andere Klasse von Uhren, die auf stochastischen Klickprozessen basieren. Wir bieten einen rigorosen statistischen Rahmen, um die Leistung solcher Geräte zu untersuchen, und wenden unsere Ergebnisse auf ein einzelnes kohärent angetriebenes Zwei-Niveau-Atom unter Photodetektion als extremes Beispiel einer nicht periodischen Uhr an. Quantensprung-Monte-Carlo-Simulationen und Photonenzählungs-Wartezeitverteilung werden unabhängige Überprüfungen der Hauptergebnisse ermöglichen.

Populäre Zusammenfassung

Mithilfe eines vereinfachten optischen Modells zeigen wir, dass der Formalismus großer Abweichungen von Quantentrajektorien leicht genutzt werden kann, um die Leistung einer bestimmten Klasse von Uhren zu untersuchen, die auf stochastischen Klickprozessen basieren. Der hier vorgestellte Grundsatzbeweis liefert eine klare Anwendung der Thermodynamik von Quantentrajektorien auf praktische Probleme und weist gleichzeitig auf weitere Zusammenhänge mit der Metrologie hin.

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