我们考虑了一大类拉姆齐干涉测量协议,这些协议通过在相位信号印在 N 个粒子的集体自旋上之前和之后进行压缩和非压缩操作而得到增强。我们报告了针对任何给定粒子数和 (非) 压缩强度的分析优化。即使在压缩和非压缩相互作用期间包含实验相关的退相干过程,也可以应用这些结果。然而,本文不考虑两种相互作用之间的噪声。这提供了压缩回波协议的广义表征,恢复了许多已知的量子计量协议作为局部灵敏度最大值,从而证明了它们的最优性。我们发现了一个新的协议。其灵敏度增强依赖于压缩的双重反转。在一般的回声协议类别中,新发现的过度解扭曲协议由于其在强集体失相情况下的海森堡缩放而被挑选出来。
简介:超高能(UHE;≳ 10 16 eV)天体物理中微子具有巨大的发现潜力。它们将探测超高能宇宙射线的加速器,超高能宇宙射线的探测能量最高可达 ∼ 10 20 eV。与在宇宙微波背景上向下散射并在磁场中偏转的宇宙射线不同,探测到的中微子将指向其来源。超高能中微子-核子相互作用探测对撞机能量尺度以上的质心能量,从而可以进行灵敏的新物理测试。为了充分利用超高能中微子的科学潜力,我们最终需要一个具有足够曝光度的天文台,即使在悲观的通量情景下也能收集高统计数据。当超高能中微子在物质中相互作用时,它们会产生相对论性粒子级联,以及由于相对论性粒子能量损失而产生的非相对论性电子和原子核尾迹。冰中的时间积分级联轮廓是一个长度约 10 米、半径约 0.1 米的椭圆体。几乎所有的主要相互作用能量都用于介质的电离。来自单个级联电子和正电子的非相干光学切伦科夫辐射可以在 TeV–PeV 探测器(如 IceCube [1])和类似实验 [2–4] 中探测到。然而,由于中微子谱急剧下降,拟议的后继者 IceCube-Gen2 [5] 的光学探测率太小,不足以成为合适的超高能天文台。已经提出并实施了几种更有效的技术来探测来自超高能中微子的级联。首先,级联中净电荷不对称产生的相干射频辐射(阿斯卡里安效应 [6])已在实验室中观测到 [7],并且是过去 [8]、现在 [9–11] 和拟议 [12, 13] 实验的焦点。由于冰中无线电的透明性 [16–20],无线电方法(详见参考文献 [14, 15])可以比光学探测器更稀疏地测量大体积 [16–20],从而使得大型探测器的建造更具成本效益。其次,τ 中微子与地球相互作用,可以产生 τ 轻子(携带大部分原始 ν τ 能量),该轻子离开地球并在空气中衰变,产生 cas-