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自旋挤压 编辑

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自旋挤压

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自旋挤压是一个量子过程,它减少了具有自旋的粒子集合中的一个角动量分量的方差。获得的量子态被称为自旋挤压态。这种状态可以用于量子计量学,因为它们可以提供比经典干涉仪更好的旋转角度估计精度。

数学定义

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一个自旋集合的自旋挤压态已经被定义为类似于玻色子模式的挤压态。一个量子状态总是服从海森堡不确定性关系{displaystylej_{l}{(n)}}是单粒子角动量分量。是单粒子角动量分量。该状态在以下方面被自旋挤压是平均自旋的方向。一个不同的定义是基于使用自旋变异减少的状态进行计量。

在量子计量学中的应用

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自旋挤压态可以用来估计一个旋转角度,其精度优于经典或射击噪声极限。特别是,如果几乎xxx的平均自旋指向了

与量子纠缠的关系

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根据测量自旋长度和自旋在正交方向的方差,可以证明自旋挤压态是纠缠的。让我们定义自旋挤压参数则该状态是纠缠的。它还表明,为了实现越来越大程度的自旋挤压,需要越来越高层次的多比特纠缠。

原子集合体的实验

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已经用冷的甚至是室温的原子集合体进行了实验。在这种情况下,原子之间没有相互作用。因此,为了使它们纠缠在一起,他们使它们与光相互作用,然后进行测量。在这样一个系统中已经获得了20分贝(100倍)的自旋挤压。两个集合体的同时自旋挤压,它们与同一光场相互作用,已被用来纠缠这两个集合体。自旋挤压可以通过使用空腔来加强。冷气实验也已经用玻色-爱因斯坦凝集体(BEC)进行了。在这种情况下,自旋挤压是由于原子之间的相互作用造成的。大多数实验只使用粒子的两个内部状态,因此,有效地使用自旋-1的粒子。粒子。还有一些实验的目的是用更高自旋的粒子进行自旋挤压。原子内部的核电子自旋挤压,而不是原子间自旋挤压,也在室温气体中被创造出来。

自旋挤压

创造大自旋挤压

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原子组的实验通常在自由空间用高斯激光束实施。为了加强自旋挤压效应,产生非高斯状态,这在计量学上是有用的,自由空间装置是不够的。对于波导系统,可以利用波导附近的蒸发场来增强原子-光耦合和挤压效应,并且可以通过选择适当的导引输入光的偏振状态、原子的内部状态子空间和诱捕形状的几何形状来控制原子-光相互作用的类型。基于双折射效应和法拉第效应,利用纳米光子波导的自旋挤压协议已经被提出。通过控制上述的几何因素来优化光学深度或合作性,法拉第协议表明,为了增强挤压效应,需要找到一种在原子位置产生较弱的局部电场的几何形状。这是违反直觉的,因为通常t


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词条目录
  1. 自旋挤压
  2. 数学定义
  3. 在量子计量学中的应用
  4. 与量子纠缠的关系
  5. 原子集合体的实验
  6. 创造大自旋挤压

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