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Classical pendulum feels quantum back-action : doctoral thesis accepted by The University of Tokyo, Tokyo, Japan / Nobuyuki Matsumoto

In this thesis, ultimate sensitive measurement for weak force imposed on a suspended mirror is performed with the help of a laser and an optical cavity for the development of gravitational-wave detectors. According to the Heisenberg uncertainty principle, such measurements are subject to a fundament... Full description

PPN (Catalogue-ID): 845070045
Personen: Matsumoto, Nobuyuki [VerfasserIn]
Format: eBook eBook
Language: English
Published: Tokyo, Springer, 2015
Edition: 1st ed. 2016
Series: Springer Theses, Recognizing Outstanding Ph.D. Research
Hochschule: Dissertation, University of Tokio
Basisklassifikation: 33.38 Quantenoptik nichtlineare Optik
33.21 Relativität Gravitation
Subjects:

Gravitationswellendetektor

Quantenrauschen

Messgenauigkeit

Optomechanik

Physics

Quantum physics

Observations, Astronomical

Astronomy (Observations)

Astrophysics

Low temperature physics

Low temperatures

Lasers

Photonics

Optics

Optoelectronics

Plasmons (Physics)

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Astrophysics

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Observations, Astronomical

Optics

Optoelectronics

Photonics

Physics

Plasmons (Physics)

Quantum physics

Gravitationswellendetektor / Quantenrauschen / Messgenauigkeit / Optomechanik

Formangabe: Hochschulschrift
Physical Description: 1 Online-Ressource (110 Seiten)
ISBN: 978-4-431-55882-8
978-4-431-55880-4
Sekundärausgabe Online edition, Springer eBook Collection. Physics and Astronomy

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520 |a In this thesis, ultimate sensitive measurement for weak force imposed on a suspended mirror is performed with the help of a laser and an optical cavity for the development of gravitational-wave detectors. According to the Heisenberg uncertainty principle, such measurements are subject to a fundamental noise called quantum noise, which arises from the quantum nature of a probe (light) and a measured object (mirror). One of the sources of quantum noise is the quantum back-action, which arises from the vacuum fluctuation of the light. It sways the mirror via the momentum transferred to the mirror upon its reflection for the measurement. The author discusses a fundamental trade-off between sensitivity and stability in the macroscopic system, and suggests using a triangular cavity that can avoid this trade-off. The development of an optical triangular cavity is described and its characterization of the optomechanical effect in the triangular cavity is demonstrated. As a result, for the first time in the world the quantum back-action imposed on the 5-mg suspended mirror is significantly evaluated. This work contributes to overcoming the standard quantum limit in the future 
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