Interferometria quantistica a cammini degeneri per la resilienza alle perdite nei rivelatori di onde gravitazionali

Abstract degli autori

La decoerenza ottica degrada le correlazioni quantistiche negli stati di luce compressi, limitando gravemente la sensibilità quantistica di non demolizione (QND) dei rivelatori di onde gravitazionali. Qui proponiamo uno schema di interferometria quantistica a cammini degeneri che elimina la necessità di interi sottosistemi ottici — tra cui cavità di filtraggio aggiuntive, amplificatori parametrici ausiliari e isolatori di Faraday — riducendo così drasticamente i disallineamenti dei modi spaziali e integrando al contempo intrinsecamente un’uscita variazionale, proposta teorica di lunga data per estendere ulteriormente il regime QND. Dimostriamo sperimentalmente un aspetto fondamentale di questo schema, ottenendo un potenziamento del segnale che preserva il rumore di shot e contrasta direttamente gli effetti deleteri delle perdite di lettura. Fornendo un rapporto segnale/rumore quantistico migliore esclusivamente grazie al consolidamento e alla riduzione dei sottosistemi ottici attualmente presi in considerazione, il nostro approccio offre una via altamente ottimizzata per migliorare la riduzione del rumore quantistico nei prossimi aggiornamenti di LIGO e nei rivelatori di onde gravitazionali di prossima generazione.