基于原子系综的计量学中的粒度噪声极限
传统原子系综传感中的噪声分析通常采用连续介质近似,将原子系统视为确定性电介质。本研究表明,由于系综的离散粒子特性,这一假设会导致固有"原子颗粒噪声"(AGN)的出现,该噪声与光学测量噪声(OMN,通常为光子散粒噪声)存在根本性竞争。通过建立离散原子统计框架,研究人员推导出由单一无量纲资源比ℛ=N̄ph/N̄at(光子-原子通量比)支配的统一噪声标度律。该定律预测了从OMN主导区到AGN主导区的连续过渡现象。关键发现是:增加光学探针功率(抑制OMN的标准做法)会促使系统进入AGN主导区域,反而降低灵敏度——这一反直觉结论为传感器优化带来新约束。更进一步,该工作确定了临界资源阈值ℛcrit,当超过该阈值时,使用非经典光的量子增强计量技术将因AGN限制而无法提升灵敏度。

