스피너 원자를 통한 국소 로렌츠 대칭 위반에 대한 얽힘 강화 테스트 제안

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민좡¹, 황 지아하오^2,3, 이차오홍^1,2,3

¹심천 대학교 물리학 및 광전자 공학 대학, 심천 518060, 중국
²Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Metrology and Sensing & School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus), Zhuhai 519082, 중국
³광전자 재료 및 기술의 국가 핵심 연구소, Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus), Guangzhou 510275, China

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추상

Lorentz 변환 하의 불변성은 표준 모델과 일반 상대성 이론 모두의 기본입니다. 원자 시스템을 통한 로렌츠 대칭 위반(LSV) 테스트는 이론과 실험 모두에서 광범위한 관심을 끌고 있습니다. 여러 테스트 제안에서 LSV 위반 효과는 로컬 상호 작용으로 설명되며 해당 테스트 정밀도는 증가하는 양자 피셔 정보(QFI)를 통해 점근적으로 Heisenberg 한계에 도달할 수 있지만 집합 관측 가능 항목의 제한된 해상도는 큰 QFI 감지를 방지합니다. 여기에서는 스피너 원자의 앙상블을 통해 LSV 매개변수 $kappa$를 테스트하기 위한 다중 모드 다체 양자 간섭계를 제안합니다. $N$ 원자 다중 모드 GHZ 상태를 사용함으로써 테스트 정밀도는 스핀 길이 $F$ 및 원자 번호 $N$로 Heisenberg 한계 $Delta kappa propto 1/(F^2N)$에 도달할 수 있습니다. 궁극적인 정밀도를 달성하고 예를 들어 Bose 응축 스핀-$1$ 원자를 사용하여 실험적으로 액세스할 수 있는 XNUMX모드 간섭계를 통해 LSV 테스트를 분석하기 위해 현실적인 관찰 가능(즉, 실제 측정 프로세스)을 찾습니다. 적합한 입력 상태와 단일 재조합 작업을 선택하면 실현 가능한 모집단 측정을 통해 LSV 매개변수 $kappa$를 추출할 수 있습니다. 특히, LSV 매개변수 $kappa$의 측정 정밀도는 표준 양자 한계를 넘어설 수 있으며 스핀 혼합 역학 또는 양자 위상 전이를 통한 구동을 통해 하이젠베르크 한계에 접근할 수도 있습니다. 또한 이 체계는 비단열 효과 및 감지 노이즈에 대해 견고합니다. 우리의 테스트 계획은 원자 시스템으로 LSV 테스트를 크게 개선하고 다중 입자 얽힘 상태의 대체 응용 프로그램을 제공할 수 있는 실현 가능한 방법을 열 수 있습니다.

► BibTeX 데이터

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