Kvanteoptik

Et af de simpleste fysiske eksperimenter man kan forestille sig er at måle position, hastighed og acceleration af et massivt fysisk objekt; i det simpleste tilfælde måske endda en simpel harmonisk oscillator? Men hvis man ønsker at måle mikroskopiske forskydninger som fx forskydningen af et spejl pga. tyngdebølger eller ændringen af massen (og dermed bevægelsen) af en membran pga. adsorption af enkelte molekyler bliver historien lige pludseligt mere avanceret - når vi måler præcist nok er det kvantemekanikken der sætter grænsen for hvor godt man kan måle. I praksis foregår stort set al præcisionsmåling vha. laserlys: Jo mere lys vi bruger til at måle bevægelsen, des stærkere og mere præcist måler vi, men lysets kvantestøj vil samtidigt påvirke det vi måler på, et fænomen der kaldes kvantetilbagekobling, og som fører direkte til den nedre grænse for hvor præcist man kan måle: Standardkvantegrænsen.

I dette foredrag vil jeg forklare hvordan vi i vores laboratorie på NBI bruger en kollektiv spin-tilstand i cæsium-atomer med en effektiv negativ masse til at undgå kvantetilbagekoblingen i vores målinger af en nanofabrikeret membran, og hvordan det måske kan hjælpe fx LIGO med at forbedre deres målinger.