谐波势阱中斯特恩-格拉赫干涉仪的随机加速度噪声
该研究团队分析了单环施特恩-格拉赫型物质波干涉仪中纳米颗粒的退相干效应。该纳米颗粒由嵌入氮空位(NV)中心的纳米金刚石构成,在磁场梯度下遵循有效谐振子动力学演化。研究人员假设该干涉仪受到系统外随机加速度噪声干扰,其干扰方向可沿叠加态方向以可变角度作用。团队通过两个噪声通道量化退相:外部加速度a(t)幅值波动,以及叠加轴与加速度间倾斜角θ₀(t)方向波动。在作用量层面,研究人员将这两种外部噪声视为随机输入,计算由此产生的随机臂间相位差,并利用维纳-辛钦定理获得退相率Γ。针对白噪声和相干目标Γτ≤1的情况,假设单环干涉在τ=2π/ω₀≈0.015秒内完成(选用合理磁场梯度η₀=6×10³ T·m⁻¹和纳米金刚石质量m=10⁻¹⁵ kg以产生Δx∼1 nm叠加态),发现即使外部加速度a=0 m·s⁻²且θ₀=0°(沿叠加方向),𝒮aa仍需≲O(10⁻¹¹) m·s⁻²·Hz⁻¹/²;而当a=g=9.81 m·s⁻²且θ₀=0°(叠加方向垂直于地球重力)时,𝒮θθ需≲O(10⁻¹⁰) rad·Hz⁻¹/²。该工作还发现,通过调节θ₀或a(其他实验参数固定),可找到使加速度噪声最小化的操作区间。
量科快讯
1 天前
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