旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的相干性增强

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lconan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子精密测量致力于利用量子系统,量子特性以及量子调控手段实现对物理量高精度的测量,在基础科学和工程技术中都起着至关重要的作用。旋量玻色-爱因斯坦凝聚体具有相干时间长,可调控性高等优点,在应用于磁场的高精密测量方面具有很大潜力。在旋量玻色-爱因斯坦中可以实现一些对精密测量有用的量子态,包括多体自旋压缩态,Dicke态和多体singlet态。然而,在实际实验中,从量子态的制备,操控,到最终利用量子态进行精密测量都不可避免受到环境噪声的影响。为了抑制旋量BEC实验中杂散磁场的噪声效应,我们采用连续性驱动方案Ro-tary Echo 来增强系统的 自旋相干性。我们通过解析分析和数值计算发现,当 Rotary Echo的驱动场强度h与脉冲宽度τ满足魔幻条件hτ=mπ,m=1,2,3,…时,杂散磁场的噪声效应被显著抑制。相比于自由演化的情况,自旋相干态和自旋压缩态在魔幻条件下可以被保存相当长时间。特别是对于自旋压缩态,能同时保持其自旋平均值和自旋压缩。动力学解耦能有效延长自旋系统的相干时间,意味着在精密测量中能提高了系统相干演化的时间。在磁力计中,动力学解耦技术通常只限于对交变磁场的测量。这是因为动力学解耦的脉冲序列周期性翻转系统,同时消除了噪声和静磁场与自旋系统相互作用而累积的相位。因此,我们提出相位续接法,将被脉冲调制的自旋系统与待测磁场相互作用而累积的相位恢复成单调递增的形式。这样,就可以实现对静磁场的测量。我们的数值验证以Balanced-UniDD为调控序列,在87Rb旋量F=1 BEC中,分别以10000个原子的自旋相干态和自旋压缩态对微弱静磁场进行测量。在强度为0.1mG的噪声环境下,利用自旋相干态对对约0.16mG的微弱磁场进行测量。在200ms获得最优磁场灵敏度为0.36pT/(?),达到了标准量子极限。同样条件下,利用自旋压缩态对约0.0016mG的磁场进行测量,获得了接近海森堡极限的磁场灵敏度64fT/(?)。我们从另外一个视角看待脉冲,将其视为相干的强噪声,而相位续接即是对脉冲序列的逆向操作。我们的方法具有普适性,可以用于其他直流信号的测量方案中。
其他文献
背景:变应性鼻炎(Allergic rhinitis,AR)是最常见的呼吸道炎症性疾病之一,全球发病呈逐年上升的趋势。遗传易感性是个体和种族对罹患AR具有差异性的原因之一。本研究旨在探究相关基因的多态性可能通过何种机制影响AR发生发展。方法:我们用MicroRNA芯片分别检测来自于AR患者和健康对照者下鼻甲的鼻黏膜组织,得到在组间表达具有差异性的miRNAs,其中,我们选取|fold change
大卫·休谟(1711-1776),作为启蒙运动思想家,在形而上学、认识论、道德哲学、美学、宗教哲学、政治学、经济学、历史学等方面都作出了独特的贡献,被誉为苏格兰启蒙运动和西方哲学史上最为重要人物之一。休谟的人性哲学对后来的功利主义、实证主义、及现象学都有较深刻的影响,可以说“休谟研究”是近年来学术领域中最重要的主题之一。在这些研究中,休谟的宗教认识论又因其内在的深刻性、开拓性和复杂性,吸引了一代又
肺癌发病率和死亡率位于世界上各癌症之首,非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)占肺癌总数的80%,存活率很低。化疗、靶向治疗和免疫治疗是晚期肺癌的主要治疗手段,然而这些手段的有效性有限、毒副作用大,这大大降低了病人的生活质量。因此,发展新型高效的、低毒的抗肿瘤药物意义重大。本研究中我们从南极分离的隐球酵母Cryptococcus heimaeyensis
研究背景:骨吸收和骨形成的动态平衡维持着骨稳态。当机体处于炎症状态时,免疫细胞参与骨稳态的调节,产生细胞因子影响骨吸收和骨形成之间的平衡,其中TNF-α作为经典的促炎因子,可以促进破骨细胞分化,同时抑制成骨细胞的活性和功能。长期的炎症刺激(如骨质疏松症等)会引起骨量减少,增加骨的脆性。CCN2和JAK2信号通路参与多种生理和病理过程,在炎症环境中也起着重要作用。成骨细胞在炎症环境中的存活能力可以直
中微子振荡是当前唯一超出粒子物理标准模型的实验现象。在三代中微子模型中,描述振荡现象的参数包括三个混合角(θ12,θ23,θ13)、两个质量平方差(△m122,△m322)和一个CP破坏相角δ。对太阳中微子之谜和大气中微子异常的研究,证实了中微子振荡,并且对θ12、θ23、△m122和|△m322|进行了测量。2012年以前未知的振荡参数包括θ13的值、△m322的正负以及CP破坏相角的值。反应堆
在全球变暖的背景下,南极冰盖物质平衡对全球海平面的变化影响日益增加。降雪是冰盖物质平衡中最主要的物质输入来源,但南极降雪的变化与其对冰盖物质平衡以及冰盖表面平衡的影响还未被深入的研究。由于南极恶劣的环境导致南极尚未有降雪地面观测网,降雪连续观测数据在南极地区,尤其在南极冰盖内陆地区几乎是空白的。多数研究都只能使用间接降雪数据在南极开展相关研究,这不仅影响了对南极降雪及其变化的研究,还阻碍了降雪对物
大型设备和精密仪器在运行时,产生的振动不仅会对周围环境造成影响,还会降低自身性能。为了保证设备和仪器的正常运转,各种隔振系统和振动控制方法已经被开发出来用于振动控制。电磁主动隔振系统因为刚度和阻尼可变、可控性灵活、控制方法多样、响应速度快等优点近年来得到重点关注,开始应用于机械加工装备、精密仪器和机械系统等领域。本文在查阅和分析国内外相关研究现状的基础上,对电磁隔振系统的内部元件优化与系统设计、非
基于WS-BPEL的面向服务软件开发方法正逐渐成为主流的软件开发方法。BPEL流程Web服务的分布自治性、BPEL流程结构的松散耦合性和运行环境的动态开放性,使得如何提高BPEL流程的容错能力成为面向服务软件工程的科学问题之一。异常处理作为一种重要的软件容错机制,已经在程序设计语言和工作流等方面得到广泛而深入的研究和应用。本文在研究已有面向服务软件开发方法和技术的基础上,针对如何提高BPEL流程的
随着数字技术与互联网技术的兴起和快速发展,图像已成为当今人们信息获取和利用的主要载体,数字图像处理技术在现代科学与工程的诸多领域得到了广泛的应用,数字图像的有效获取、重建与增强是该领域一直关注的核心问题。图像信号具有的局部相似与非局部结构相似特性,使其表现了广泛存在的稀疏和低秩特性,为解决图像处理的诸多问题提供了重要基础。作为近年来提出的信号采样新理论,压缩感知理论证明了:如果信号具有稀疏性,则可
卵巢癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一,其总体5年死亡率跃居首位,给全球公共卫生带来了巨大的压力。尽管目前外科手术治疗联合传统的化疗在卵巢癌的治疗上取得了很大的进展。然而,由于卵巢癌细胞的转移,绝大部分晚期患者在5年内复发。因此,确定新的分子靶向诊断和治疗对于卵巢癌患者来说是非常紧迫的。长链非编码核糖核酸(long non-coding ribonucleic acid,lncRNA)SOX2重叠转录(