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Osservare ed eludere la retroazione quantistica su un oscillatore di scala chilogrammo

arXiv: 2609.19317
Pubblicato: 2026-09-16
Autori: Begüm Kabagöz, Eric Oelker, Dhruva Ganapathy, Nergis Mavalvala, Vivishek Sudhir, Vladimir Bossilkov, Joseph Betzweiser, Valery V. Frolov, Anamaria Effler, Adam Mullavey, Lisa Barsotti, Evan D. Hall, Peter Fritschel, R. Abbott, I. Abouelfettouh, R. X. Adhikari, A. Ananyeva, S. Appert, S. K. Apple, K. Arai, N. Aritomi, S. M. Aston, M. Ball, S. W. Ballmer, D. Barker, B. K. Berger, D. Bhattacharjee, G. Billingsley, S. Biscans, C. D. Blair, N. Bode, E. Bonilla, A. Branch, A. F. Brooks, D. D. Brown, J. Bryant, C. Cahillane, A. Calafat, S. R. Callos, H. Cao, E. Capote, F. Clara, J. Collins, C. M. Compton, G. Connolly, R. Cottingham, D. C. Coyne, R. Crouch, J. Csizmazia, A. Cumming, L. P. Dartez, D. Davis, N. Demos, E. Dohmen, K. L. Dooley, J. C. Driggers, S. E. Dwyer, A. Ejlli, T. Etzel, M. Evans, J. Feicht, R. Frey, W. Frischhertz, M. Fuentes-Garcia, P. Fulda, M. Fyffe, B. Gateley, T. Gayer, J. A. Giaime, K. D. Giardina, J. Glanzer, E. Goetz, R. Goetz, A. W. Goodwin-Jones, S. Gras, C. Gray, D. Griffith, H. Grote, T. Guidry, J. Gurs, J. Hanks, J. Hanson, M. C. Heintze, A. F. Helmling-Cornell, N. A. Holland, D. Hoyland, H. Y. Huang, Y. Inoue, A. L. James, A. Jamies, R. Jaume, A. Jennings, W. Jia, D. H. Jones, S. Karat, S. Karki, M. Kasprzack, K. Kawabe, N. Kijbunchoo, P. J. King, J. S. Kissel, K. Komori, A. Kontos, R. Kumar, K. Kuns, M. Landry, B. Lantz, M. Laxen, K. Lee, M. Lesovsky, F. Llamas Villarreal, M. Lormand, H. A. Loughlin, R. Macas, M. MacInnis, C. N. Makarem, B. Mannix, G. L. Mansell, R. M. Martin, K. Mason, F. Matichard, N. Maxwell, G. McCarrol, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, T. McRae, F. Mera, E. L. Merilh, J. R. Mérou, F. Meylahn, R. Mittleman, D. Moraru, G. Moreno, M. Nakano, T. J. N. Nelson, A. Neunzert, J. Notte, J. Oberling, T. O'Hanlon, R. Oram, C. Osthelder, D. J. Ottaway, H. Overmier, W. Parker, O. Patane, A. Pele, H. Pham, M. Pirello, J. Pullin, V. Quetschke, K. E. Ramirez, K. Ransom, J. Reyes, J. W. Richardson, M. Robinson, J. G. Rollins, C. L. Romel, J. H. Romie, M. P. Ross, B. I. Rotimi, K. Ryan, T. Sadecki, A. Sanchez, E. J. Sanchez, L. E. Sanchez, R. L. Savage, D. Schaetzl, M. G. Schiworski, R. Schnabel, R. M. S. Schofield, E. Schwartz, D. Sellers, T. Shaffer, R. W. Short, D. Sigg, B. J. J. Slagmolen, C. Soike, S. Soni, V. Srivastava, L. Sun, D. B. Tanner, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, M. R. Todd, C. I. Torrie, G. Traylor, A. S. Ubhi, G. Vajente, J. Vanosky, A. Vecchio, P. J. Veitch, A. M. Vibhute, E. R. G. von Reis, J. Warner, B. Weaver, R. Weiss, C. Whittle, B. Willke, C. C. Wipf, J. L. Wright, V. A. Xu, H. Yamamoto, L. Zhang, M. E. Zucker

Abstract degli autori

Le misure quantistiche continue dello spostamento sono fondamentalmente limitate da un compromesso tra l’imprecisione della lettura e la retroazione della misura, vincolato dal principio di indeterminazione di Heisenberg. Nel Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), queste due componenti del rumore quantistico dominano gran parte della banda di osservazione, rendendolo un banco di prova eccellente. Induciamo un modo optomeccanico con larghezza di riga sub-Hz confinando il moto differenziale degli specchi da 40 kg in una banda in cui la retroazione della pressione di radiazione domina il moto. La preparazione dello stato quantistico che entra nella porta oscura crea correlazioni tra imprecisione e retroazione che ne cancellano parzialmente i contributi, riducendo di circa il 47% il moto osservato in prossimità della risonanza. Un quadro che separa i termini di imprecisione, retroazione e correlazione individua l’origine di questa soppressione. Questi risultati dimostrano l’elusione della retroazione quantistica e l’ingegneria di serbatoi quantistici in un sistema optomeccanico macroscopico.

Il riassunto di questo paper è disponibile solo in inglese: leggilo nella pagina inglese.

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