Coupling rotational and translational motion via a continuous measurement in an optomechanical sphere
我们考虑一个被困的纳米光学机械球的表面上画的点的位置的测量。测量提取关于光斑位置的信息，并且在这样做时测量球体的取向和位置的组合。测量的量子反作用纠缠并关联这两个自由度。这样的测量不适用于原子或离子，并提供了一种机制来探测被捕获的光学机械球的量子力学性质。在进行模拟的测量过程中，我们还测试了最近推出的数值方法求解随机主方程的Rouchon和合作者。当所有同时连续测量的Lindblad算子相互交换时，该方法保证了密度矩阵的正性。我们表明，它是更简单，更有效的比以前的方法。
2016-09-20 quant-ph
Ro-Translational Cavity Cooling of Dielectric Rods and Disks
研究了介质棒和介质盘与高精细度腔激光场的相互作用。耦合粒子腔动力学，包括瑞利散射的量子主方程，推导出的颗粒尺寸可比的激光波长。我们证明，这样的各向异性纳米粒子可以捕获自由飞行的速度高于所需的捕获相同体积的介电球体，并有效的反平移腔冷却到深量子制度是可以实现的。
2016-09-20 quant-ph
Quantum mechanical virial theorem in systems with translational and rotational symmetry
以伸缩生成元G和哈密顿量H之间的交换子的形式导出了具有平移和旋转对称性的量子力学非相对论和相对论系统的广义维里定理。如果满足平移和旋转对称的条件以及定理的附加条件，则交换子[G，H]的矩阵元素在Hilbert空间的子空间上等于零。包含H，J^{2}，J_{z}和附加算子的特定交换算子集合的归一化联合特征向量形成该子空间中的正交基。预计该定理适用于大量具有平移和旋转对称性的量子力学N粒子系统。
2012-12-12 math-ph math.MP quant-ph
Simultaneous cooling of all six degrees of freedom of an optically levitated nanoparticle by elliptic coherent scattering
该研究利用高精细度光学腔中的椭圆相干散射，实现了高真空光镊悬浮纳米粒子全部六个平动与转动自由度的同时冷却和取向控制。
2022-05-20 physics.optics quant-ph
System plus reservoir approach to quantum Brownian motion of a rod-like particle
在系统+储层模型框架下研究了棒状粒子的量子布朗运动。讨论了平动和转动运动的量子力学极限和经典极限。得到了平动和转动的关联函数、涨落耗散关系和均方值。
2016-12-22 quant-ph
Quantum electromechanics with levitated nanoparticles
制备和观测纳米粒子的量子态是一项具有挑战性的任务，与量子技术和基础物理实验有着密切的关系。与具有离散跃迁的原子系统相反，纳米颗粒表现出几乎连续的吸收光谱，因此它们的量子动力学不能容易地操纵。在这里，我们证明了带电的纳米尺度的量子可以人为地赋予一个离散的水平结构，通过相干接口与超导量子比特的旋转和平移运动。我们提出了一种脉冲方案，用于产生和读出几个悬浮纳米粒子之间的运动量子叠加和纠缠，为网络化混合量子器件提供了一个全电平台。
2020-05-28 quant-ph
Improved bounds on collapse models from rotational noise of LISA Pathfinder
本研究利用LISA Pathfinder旋转噪声数据，为CSL坍缩模型提供了更严格的约束，并确定了旋转测量优于平移测量的条件。
2025-02-25 quant-ph
Cavity cooling of translational and ro-vibrational motion of molecules: ab initio-based simulations for OH and NO
我们提出了详细的计算的基础上，我们最近的建议，同时冷却的旋转，振动和外部分子的自由度。在该方法中，强激光和光腔通过与腔模的强耦合增强的相干拉曼过程耦合分子振子态。对于一个原型系统，OH，我们表明，平移运动被冷却到几个微开尔文和分子被带到内部基态在大约一秒钟。在这里，我们调查数值上的分子极化率的冷却方案的依赖性，选择NO作为第二个例子。此外，我们证明了所提出的冷却计划的一般适用性，最初的振动和旋转热分子系统。
2007-08-07 quant-ph
Rotational synchronization of two non-contact nanoparticles
提出了一个在电磁真空涨落存在下的两个可旋转纳米粒子（NP）系统，利用正则量子化的框架，对电磁场和物质场进行了量子化。由于电磁真空涨落的存在，也通过物质场的波动的非接触摩擦扭矩，影响旋转的纳米粒子已被导出。考虑到近场中NP之间的距离小于100 nm，我们观察到旋转是锁相的。结果表明，电磁真空涨落起着破坏同步的噪声作用。同样令人惊讶的是，我们发现近场中NP之间的摩擦扭矩比它们之间流行的接触摩擦大得多，在那里它导致近场中的鲁棒同步。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
The radiative heat transfer between a rotating nanoparticle and a plane surface
基于微观的方法，我们提出了一个拉格朗日的组合系统的旋转电介质纳米粒子以上的平面表面的电磁真空波动的存在下。在正则量子化的框架下，在描述纳米颗粒和具有平面界面的半无限电介质的电介质场的存在下，电磁真空场被量子化。当纳米粒子的旋转频率为零或远小于其弛豫频率时，得到了旋转纳米粒子吸收的辐射热功率，其结果与前人的结果一致。从转动频率的角度重新考察和讨论了近场效应。由纳米颗粒吸收的辐射热功率为众所周知的峰值频率，绘制在旋转频率方面，显示出类似于由弛豫频率的临界频率周围的相变的有趣的效果。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Revealing the velocity uncertainties of a levitated particle in the quantum ground state
研究通过飞行时间测量揭示了超冷悬浮纳米颗粒在量子基态下的速度分布，发现摆动运动会导致速度展宽，反馈冷却后宽度约为量子极限的两倍，为探索其量子力学性质奠定基础。
2023-08-03 physics.optics quant-ph
Nanoscale feedback control of six degrees of freedom of a near-sphere
本研究实现了近球形中性纳米粒子全部角运动和平移运动的反馈冷却，达到接近基态，并开发了角振荡测温技术，为精确表征纳米粒子及探索其量子力学行为奠定基础。
2023-06-30 physics.optics quant-ph
A perturbative algorithm for rotational decoherence
悬浮光学力学的最新进展为使用旋转自由度来开发量子技术以及测试基础物理提供了新的视角。至于平移的情况下，它们的使用，特别是在量子制度，是有限的环境噪声，其特征是基本的，以评估，控制和尽量减少其影响，特别是退相干。在这里，我们提出了一个通用的微扰方法来计算量子系统的消相干在其旋转自由度的叠加。明确解决的偶极-偶极和四极-四极相互作用的具体情况下，我们表明，旋转自由度decohere的时间尺度上，可以比平移的。
2021-03-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Real-Time Kalman Filter: Cooling of an Optically Levitated Nanoparticle
我们证明，卡尔曼滤波器应用于估计的位置的光学悬浮的纳米粒子，并在现场可编程门阵列（FPGA）内实时操作，是足以执行闭环参数反馈冷却的中心的质量运动到亚开尔文温度。沿着被捕获的纳米颗粒的光轴的平移质心运动已经被冷却了三个数量级，从300 K的温度到162 +/-15 mK的温度。
2018-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Cavity-Based 3D Cooling of a Levitated Nanoparticle via Coherent Scattering
我们实验实现了真空中悬浮纳米粒子的所有三个平移运动度的腔冷却。该粒子被一个与腔无关的光镊捕获，相干散射光镊光进入蓝失谐腔模。对于周围的真空压力$10^{-5}\,{\rm mbar}$，沿腔轴的最低温度在mK制度进行观察。同时，沿着其他两个空间方向的质心（COM）运动被冷却到几百个$\rm mK$的最低温度。通过测量压力变化时的温度和阻尼率，我们发现冷却效率依赖于腔内驻波中粒子的位置。该数据和COM温度作为腔失谐和镊子功率的函数的行为与实验的理论分析是一致的。我们的方法的实验限制和机会进行了概述。
2019-04-01 physics.optics quant-ph
Blackbody-radiation-assisted molecular laser cooling
在离子阱中，分子离子的平移运动可以通过与激光冷却的原子离子的库仑相互作用而被有效地冷却到低于100 mK的温度。然而，内部振转态的分布在几十秒内与通常高得多的环境温度达到热平衡。我们考虑这样的内部热的旋转冷却的概念，但冷却异源双原子分子离子。该方案依赖于从几个特定旋转能级到"暗态“的光泵浦与黑体辐射介导的旋转粒子数再分布的组合。
2002-06-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Cavity cooling of internal molecular motion
我们预言，通过将分子偶极跃迁耦合到光腔中，可以冷却分子的转动、振动和平移自由度。使用OH分子的一组现实的实验参数的动力学进行了数值模拟。结果表明，在几秒钟内，平移运动被冷却到几个$μ$ K，内部态在两个解耦的转动梯的两个基态中的一个中准备好.对于具有较大极化率的分子，预期较短的冷却时间。
2007-07-09 physics.atom-ph quant-ph
