Comments 16
Круты! Давай вопросами закидаю:
- Почему степень сжатия не зависит от температуры?
- Что там справа, за двумя килогерцами — добротность пленки, левые резонансы, еще что-то? Еще интересней что там слева ;)
- Вы пишете про 1 мкВт в dark fringe, то есть в резонаторе у вас нормальная мощность гуляет. Как проверить, что вы не перегреваете пленку — по положению резонанса или еще чему-нибудь?
- Чем в параметрическом генераторе определяется добавочный шум в antisqueezed направлении? Мы сейчас заглядываемся на унитарное сжатие (это когда "площадь" неопределенности не меняется, и состояние можно разжать обратно в когерентное), поэтому большой antisqueezing сразу бросается в глаза.
Почему степень сжатия не зависит от температуры?Хм, а почему она должна зависеть? Это же свет просто, температура на него не влияет.
Что там справа, за двумя килогерцами — добротность пленки, левые резонансы, еще что-то? Еще интересней что там слева ;)Справа — довольно долго ничего, через пару сотен килогерц — высшие резонансы. Слева — тоже особо ничего интересного довольно долго, а потом всякие технические шумы, не связанные напрямую с мембраной.
Вы пишете про 1 мкВт в dark fringe, то есть в резонаторе у вас нормальная мощность гуляет. Как проверить, что вы не перегреваете пленку — по положению резонанса или еще чему-нибудь?У нас резонатора нет совсем — только интерферометр. Там милливаты. Пленка почти не поглощает (на уровне нескольких ppm), но в целом может немного нагревать на больших мощностях.
Чем в параметрическом генераторе определяется добавочный шум в antisqueezed направлении?А собственно особо ни чем, добавочного шума нет. Просто потери по-разному влияют на сжатие и анти-сжатие. Поэтому мы начинаем с одинакового уровня, но сжатие по пути теряется, а анти-сжатие — нет.
Ой, пардон, имел в виду, что от температуры зависит тепловой шум пленки, а у вас они меньше шума света. Тогда с температурной зависимостью все понятно.
И все же, почему на графиках спектр только до 2 кГц, если за ними эффект все еще виден?
Мы сейчас заглядываемся на унитарное сжатиеА чем интересно такое сжатие и как его сделать?
В некоторых моделях квадратуры не совсем ортогональны, и antisqueezed направление влияет на результат. Скажем, в атомных часах можно сжимать коллективный спин, а он задается не на плоскости, а на сфере. Поэтому чем меньше antisqueezing, тем лучше.
Еще можно сжать состояние, измерить им что-то, а потом разжать его обратно. Если сжатие-разжатие унитарное, можно получить усиление в сигнале (как-то так). Это ничего принципиально не меняет, но снижает требования к детектору: измерить когерентное состояние проще, чем сжатое.
В некоторых моделях квадратуры не совсем ортогональны, и antisqueezed направление влияет на результат.
Логично. У нас тоже так же: фазовый шум приводит к флуктуации эллипса сжатия, и antisqz сильно портит сжатие.
Если сжатие-разжатие унитарное, можно получить усиление в сигнале (как-то так).В этом случае оптимально усиливать больше, чем сжимать, а не просто до когерентного состояния. На самом деле, чем сильнее разжимать, тем лучше (по крайней мере в оптике). У меня про это скоро статейка выйдет (т.е. идея-то старая, просто мы наэкспериментировали всякого):)
UPD: это для сжатия по сигнальной квадратуре
Да, максимум будет если немножко переразжать. Интересно будет посмотреть что-как вы намерили ;).
Про унитарность: для нее по идее нужно просто минимизировать потери информации о состоянии. Для атомов — минимизировать паразитное рассеяние, для света — максимизировать квантовую эффективность. Поэтому, скажем, разные QND measurements — это просто, но не очень хорошо для унитарности.
Да, максимум будет если немножко переразжать. Интересно будет посмотреть что-как вы намерили ;).Скоро, статейка пишется уже:) Но вообще там ничего шибко удивительного, просто исследуем оптимальное сжатие в системе, где есть сжатие внутри детектора и еще засунуто сжатие снаружи (а в теории еще разжатие на выходе). Если интересно, теория есть в диссере у меня в гл. 7 (как раз опубликовали позавчера).
Про унитарность: для нее по идее нужно просто минимизировать потери информации о состоянии.Меня в последнее время больше всего интересуют разные пределы, и как в неидеальных случаях подходить к оптимизации измерения. С точки зрения сохранения унитарности я еще не думал…
Чтобы измерять смещение маятника, удобно использовать свет. Когда мы светим лазером на маятник, покрытый отражающим веществом, фаза отраженного света содержит информацию о смещении маятника.
А свет лазера не меняет положение маятника? Недавно статья была про давление света.
И хотя спектр тепловой силы белый (т.е. сила одинаковая на всех частотах), при измерении спектра движения зеркала мы увидим характерный пик на резонансной частоте.
Почему так? Ведь тепловое излучение имеет максимум на определенной частоте. И эта частота зависит от температуры (ф-ла Планка).
А еще он был покрыт золотым напылением, чтобы максимально изолировать его от теплового излучения извне
А как это помогает? Почему именно золото?
А свет лазера не меняет положение маятника?В принципе, да, но не в этом эксперименте — тут мощность света слишком мала, чтобы этот эффект мог быть заметен. Но вообще это один из важных эффектов в LIGO, я немного об этом писал тут и тут, а недавно его наблюдали на больших зеркалах в другом эксперименте.
Почему так? Ведь тепловое излучение имеет максимум на определенной частоте. И эта частота зависит от температуры (ф-ла Планка).В принципе, вы правы, но это справедливо для излучения, а у нас тут колебания молекул. Сами по себе броуновские флуктуации полностью случайные, по крайней мере в том режиме, в котором мы работаем.
А как это помогает? Почему именно золото?Окружение интерферометра более теплое, чем сам интерферометр, и мы не хотим, чтобы оно нагревало его. Поэтому стараемся избежать интерферометром поглощения тепла от окружения. Разные материалы обладают разным коэффициентом поглощения излучения. Золото по сути хорошо отражает тепловое излучение. Это такой тепловой щит получается.
Золото по сути хорошо отражает тепловое излучение
Но вот если верить картинке, приведенной в этой статье, серебро отражает лучше в области длин волн больше 0.3 мкм, т.е. как раз в той, что вам нужна.
В принципе, вы правы, но это справедливо для излучения, а у нас тут колебания молекул. Сами по себе броуновские флуктуации полностью случайные, по крайней мере в том режиме, в котором мы работаем.
Я в последнее время очень много думаю о том, что же такое температура на самом деле, и как себе представить механизм теплового движения. Известно же, что все тела излучают спектр, зависящий от температуры. Может как раз атом, излучая тепловой фотон в случайном направлении, вынужден получить случайный импульс в противоположном, чтобы закон сохранения импульса выполнялся. И так атомы излучают и колеблются туда-сюда. Но это всё на уровне гипотезы.
Тепловое броуновское движение молекул в этой нитке приводит возбуждает колебания зеркала.
А молекулы зеркала не имеют к этому отношения?
Но вот если верить картинке, приведенной в этой статье, серебро отражает лучше в области длин волн больше 0.3 мкм, т.е. как раз в той, что вам нужна.Не знаю, откуда там эти данные. Возможно, они специфичны для применения. Коэффициент эмиссивности полированного золота <0.02. У серебра он 0.05.
Я в последнее время очень много думаю о том, что же такое температура на самом деле, и как себе представить механизм теплового движения.Так вроде же все давно известно, статистическая термодинамика это изучает.
Известно же, что все тела излучают спектр, зависящий от температуры.Только аргумент в другую сторону: атомы излучают потому, что двигаются. Тепло нагревает атомы и молекулы, они колеблются и излучают тепловой спектр.
А молекулы зеркала не имеют к этому отношения?В зеркалах тоже есть тепловой шум. Вообще это два независимых процесса: в подвесах и в зеркалах. И они дают разный вклад в чувствительность, в LIGO это один из главных шумов. В наших экспериментах у нас чуть сложнее различить одно от другого (т.к. у нас нет отдельного подвеса).
А зачем было сжимать свет если и так пик достаточно высокий? Зачем ещё больше увеличивать сигнал шум?
В нашем случае это просто демонстрация возможности использовать сжатый свет в интерферометре при охлаждении до околонулевых температур.
А вообще в задачах детектирования внешней силы может оказаться, что сила действует не в резонансе с осциллятором, а где-то на частоте рядом, где соотношение сигнал-шум мало, и вот там как раз нужно использовать сжатие (как пример, ровно так это используется в детекторах гравитационных волн, где частота резонатора около 1Гц, но сила регистрируется в диапазоне 10-1000Гц.
Как мы используем квантовый свет для измерения осцилляторов при -250°С