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Proposta di test potenziato dall'entanglement per la violazione locale della simmetria di Lorentz tramite atomi spinori

Timestamp: 14 novembre 2022 8:11 AM

Min Zhuang1, Jiahao Huang2,3e Chahong Lee1,2,3

1Facoltà di Fisica e Ingegneria Optoelettronica, Università di Shenzhen, Shenzhen 518060, Cina
2Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Metrology and Sensing & School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus), Zhuhai 519082, Cina
3State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus), Guangzhou 510275, Cina

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Astratto

L'invarianza rispetto alle trasformazioni di Lorentz è fondamentale sia per il modello standard che per la relatività generale. Testare la violazione della simmetria di Lorentz (LSV) tramite sistemi atomici attira ampi interessi sia nella teoria che nell'esperimento. In diverse proposte di test, gli effetti della violazione LSV sono descritti come un'interazione locale e la precisione del test corrispondente può raggiungere asintoticamente il limite di Heisenberg aumentando l'informazione quantistica di Fisher (QFI), ma la risoluzione limitata delle osservabili collettive impedisce il rilevamento di un QFI elevato. Qui, proponiamo un'interferometria quantistica multimodale a molti corpi per testare il parametro LSV $ kappa $ tramite un insieme di atomi spinori. Utilizzando uno stato GHZ multimodale $N$-atomo, la precisione del test può raggiungere il limite di Heisenberg $Delta kappa propto 1/(F^2N)$ con la lunghezza di spin $F$ e il numero di atomi $N$. Troviamo un osservabile realistico (cioè un processo di misurazione pratico) per ottenere la massima precisione e analizzare il test LSV tramite un'interferometria a tre modalità accessibile sperimentalmente con atomi di Bose condensati con spin $ 1 $, ad esempio. Selezionando gli stati di input adatti e l'operazione di ricombinazione unitaria, il parametro LSV $kappa$ può essere estratto tramite la misurazione della popolazione realizzabile. In particolare, la precisione di misurazione del parametro LSV $kappa$ può superare il limite quantistico standard e persino avvicinarsi al limite di Heisenberg tramite dinamiche di miscelazione dello spin o guida attraverso transizioni di fase quantistiche. Inoltre, lo schema è robusto contro l'effetto non adiabatico e il rumore di rilevamento. Il nostro schema di test può aprire una strada fattibile per un drastico miglioramento dei test LSV con sistemi atomici e fornire un'applicazione alternativa di stati entangled multi-particella.

Riepilogo popolare

L'invarianza rispetto alle trasformazioni di Lorentz è fondamentale sia per il modello standard che per la relatività generale. Testare la violazione della simmetria di Lorentz (LSV) tramite sistemi atomici attira ampi interessi sia nella teoria che nell'esperimento. Qui, proponiamo un'interferometria quantistica multimodale a molti corpi per testare il parametro LSV tramite un insieme di atomi spinori. Utilizzando uno stato GHZ multimodale N-atomo, la precisione del test può raggiungere il limite di Heisenberg . Troviamo un osservabile realistico (cioè un processo di misurazione pratico) per ottenere la massima precisione e analizzare il test LSV tramite un'interferometria a tre modalità accessibile sperimentalmente con atomi di spin-1 condensati di Bose, ad esempio. Selezionando gli stati di input adatti e l'operazione di ricombinazione unitaria, il parametro LSV può essere estratto tramite la misurazione della popolazione realizzabile. In particolare, la precisione della misurazione del parametro LSV può superare il limite quantico standard e persino avvicinarsi al limite di Heisenberg tramite dinamiche di miscelazione dello spin o guida attraverso transizioni di fase quantistiche. Inoltre, lo schema è robusto contro l'effetto non adiabatico e il rumore di rilevamento. Il nostro schema di test può aprire una strada fattibile per un drastico miglioramento dei test LSV con sistemi atomici e fornire un'applicazione alternativa di stati entangled multi-particella.

► dati BibTeX

► Riferimenti

, CW Misner, KS Thorne e JA Wheeler, Gravitation (Freeman, San Francisco, 1970).
https://​/​doi.org/​10.1002/​asna.19752960110

, D. Mattingly, Living Rev. Relativity 8, 5 (2005).
https: / / doi.org/ 10.12942 mila / LRR-2005-5

, S. Liberati e L. Maccione, Annu. Rev. Nucl. Parte. Sci. 59, 245 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1146/​annurev.nucl.010909.083640

, S. Liberati, Classe. Gravità quantistica 30, 133001 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​30/​13/​133001

, JD Tasson, Rep. Prog. Fis. 77, 062901 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​77/​6/​062901

, M. Pospelov, Y. Shang, Fis. Rev. D 85, 105001 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.105001

, VA Kostelecý e N. Russell, Rev. Mod. Fis. 83, 11 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.83.11

, VA Kostelecý e R. Potting, Phys. Rev. D 51, 3923 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.51.3923

, D. Colladay e VA Kostelecký, Phys. Rev. D 55, 6760 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.55.6760

, D. Colladay e VA Kostelecký, Phys. Rev. D 58, 116002 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.58.116002

, VA Kostelecý, Phys. Rev. D 69, 105009 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.105009

, VA Kostelecý e JD Tasson, Phys. Rev. D 83, 016013 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.83.016013

, P. Hořava, Phys. Rev. D 79, 084008 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.79.084008

, VA Kostelecý, e S. Samuel, Phys. Rev. D 39, 683 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.39.683

, R. Gambini, e J. Pullin, Phys. Rev. D 59, 124021 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.59.124021

, SG Nibbelink, M. Pospelov, Fis. Rev. Lett. 94, 081601 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.081601

, MR Douglas, e NA Nekrasov, Rev. Mod. Fis. 73, 977 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.977

, O. Bertolami, R. Lehnert, R. Potting e A. Ribeiro, Phys. Rev. D 69, 083513 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.69.083513

, RC Myers e M. Pospelov, Fis. Rev. Lett. 90, 211601 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.211601

, MS Safronova, D. Budker, D. DeMille, DFJ Kimball, A. Derevianko e CW Clark, Rev. Mod. Fis. 90, 025008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.025008

, MA Hohensee, N. Leefer, D. Budker, C. Harabati, VA Dzuba, e VV Flambaum, Phys. Rev. Lett. 111, 050401 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.050401

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

, VA Dzuba, VV Flambaum, MS Safronova, SG Porsev, T. Pruttivarasin, MA Hohensee, e H. Häffner, Nat. Fis 12, 465 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3610

, R. Shaniv, R. Ozeri, MS Safronova, SG Porsev, VA Dzuba, VV Flambaum e H. Häffner, Phys. Rev. Lett. 120, 103202 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.103202

, VA Kostelecý, C. Lane, Phys. Rev. D 60, 116010 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.60.116010

, L. Li, X. Li, B. Zhang e L. You, Phys. Rev. A 99, 042118 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042118

, VA Kostelecý e CD Lane, J. Math. Fis. (NY) 40, 6245 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533090 mila

, JJ Bollinger, WM Itano e DJ Wineland, Phys. Rev. A 54, R4649 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.R4649

, T. Monz, P. Schindler, JT Barreiro, M. Chwalla, D. Nigg, WA Coish, M. Harlander, W. Hänsel, M. Hennrich e R. Blat, Phys. Rev. Lett. 106, 130506 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.130506

, J. Huang, X. Qin, H. Zhong, Y. Ke e C. Lee, Sci. Rep. 5, 17894 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep17894

, C. Lee, Fis. Rev. Lett. 97, 150402 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.150402

, C. Lee, Fis. Rev. Lett. 102, 070401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.070401

, SD Huver, CF Wildfeuer e JP Dowling, Phys. Rev.A 78, 063828 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.063828

, C. Lee, J. Huang, H. Deng, H. Dai e J. Xu, fronte. Fis. 7, 109 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11467-011-0228-6

, Y. Kawaguchia, M. Ueda, Fis. Rep. 520, 253 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2012.07.005

, M. Zhuang, J. Huang e C. Lee, Phys. Rev. A. 98, 033603 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.033603

, 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

, D. Linnemann, H. Strobel, W. Muessel, J. Schulz, RJ Lewis-Swan, KV Kheruntsyan e MK Oberthaler, Phys. Rev. Lett. 117, 013001 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.013001

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

, SS Mirkhalaf, SP Nolan e SA Haine, Fis. Rev. A 97, 053618 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.053618

, F. Fröwis, P. Sekatski e W. Dür, Phys. Rev. Lett. 116, 090801 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.090801

, SS Szigeti, RJ Lewis-Swan, e SA Haine, Phys. Rev. Lett. 118, 150401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.150401

, J. Huang, M. Zhuang, B. Lu, Y. Ke e C. Lee, Phys. Rev. A 98, 012129 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012129

, J. Huang, M. Zhuang e C. Lee, Phys. Rev. A 97, 032116 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032116

, F. Anders, L. Pezzè, A. Smerzi e C. Klempt, Phys. Rev. A 97, 043813 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.043813

, T. Jacobson, arXiv:0801.1547 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789812779519_0014
arXiv: 0801.1547

, D. Blas, O. Pujolàs, e S. Sibiryakov, Phys. Rev. Lett 104, 181302 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.181302

, AA Ungar, Simmetria 12, 1259 (2020).
https://​/​doi.org/​10.3390/​sym12081259

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

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

, B. Wu, ZY Wang, B. Cheng, QY Wang, AP Xu e Q. Lin, J. Phys. B: A. Mol. Optare. Fis. 47, 015001 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​1/​015001

, EB Alexandrov, Fis. Scr., 2003, 27 (2003).
https://​/​doi.org/​10.1238/​Physica.Topical.105a00027

, SJ Seltzer, PJ Meares, e MV Romalis, Phys. Rev. A 75, 051407(R) (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.051407

, K. Jensen, VM Acosta, JM Higbie, MP Ledbetter, SM Rochester e D. Budker, Phys. Rev. A 79, 023406 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.023406

, G. Tóth e I. Apelaniz, J. Phys. R: Matematica. Teor. 47, 424006 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​42/​424006

, R. Demkowicz-Dobrzański, M. Jarzyna e J. Kolodyński, Progress in Optics, a cura di E. Wolf (Elsevier, Vol. 60, 2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / bs.po.2015.02.003

, L. Pezzé e A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 102, 100401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.100401

, P. Hyllus, L. Pezzé, e A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 105, 120501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.120501

, J. Huang, S. Wu, H. Zhong e C. Lee, Annu. Rev. freddo a. Mol. 2, 365 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789814590174_0007

, SL Braunstein e CM Caves, Phys. Rev. Lett. 72, 3439 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.72.3439

, V. Giovannetti, S. Lloyd, e L. Maccone, Science 306, 1330 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1104149

, V. Giovannetti, S. Lloyd e L. Maccone, Nature Photon 5, 222 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35

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

, Z. Zhang e L.‑M. Duan, Fis. Rev. Lett. 111, 180401 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.180401

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

, X. Luo, Y. Zou, L. Wu, Q. Liu, M. Han, M. Tey e L. You, Science 355, 620 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aag1106

, S. Guo, F. Chen, Q. Liu, M. Xue, J. Chen, J. Cao, T. Mao, MK Tey e L. You, Phys. Rev. Lett. 126, 060401 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.060401

, DM Stamper-Kurn e M. Ueda, Rev. Mod. Fis. 85, 1191 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.1191

, M. Gabbrielli, L. Pezzè, e A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 115, 163002 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.163002

, T. Ho, Fis. Rev. Lett. 81, 742 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.742

, T. Ohmi e K. Machida, J. Phys. soc. Giappone. 67, 1822 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.67.1822

, E. Davis, G. Bentsen e M. Schleier-Smith, Phys. Rev. Lett. 116, 053601 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.053601

, T. Macrì, A. Smerzi, e L. Pezzè, Phys. Rev. A 94, 010102 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.010102

, SP Nolan, SS Szigeti e SA Haine, Phys. Rev. Lett. 119, 193601 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.193601

, L. Pezzé e A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 110, 163604 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.163604

, M. Zhuang, J. Huang e C. Lee, Phys. Rev. Applicata 16, 064056 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.16.064056

, H. Xing, A. Wang, QS Tan, W. Zhang e S. Yi, Phys. Rev. A 93, 043615 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.043615

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