带涂层铷蒸气室的自旋压缩实验中的传输噪声

自旋压缩可以通过粒子间纠缠抑制量子投影噪声,从而使测量灵敏度超越标准量子极限。然而在实际应用中,探测光束的高斯分布和有限强度分布会导致原子-光相互作用在空间上不均匀。当极化原子在蒸气室中运动时,会经历随位置变化的光强,从而产生限制自旋压缩性能的渡越噪声。本研究结合理论分析与实验测量,对镀膜铷蒸气室中的渡越噪声进行了研究。通过改变探测光束直径,该团队量化了渡越噪声对光束尺寸和原子拉莫尔频率的依赖关系。结果表明,对于固定尺寸的蒸气室,当探测光斑面积减小时,渡越噪声增大。此外,当拉莫尔频率低于渡越噪声的特征线宽时,噪声贡献会变得更大。该工作进一步计算并测量了不同光束尺寸下的自旋压缩,发现2毫米与0.6毫米光束的实验差异为2.7±0.2分贝,与理论预测的3.0±0.3分贝接近。在更强压缩条件下的理论分析表明,渡越噪声将成为更关键的制约因素。这些结果为优化探测光束参数、抑制自旋压缩实验中的渡越噪声提供了实践指导。
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提交arXiv: 2026-05-06 13:43

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