我们计算了 K 及其涨落 ⟨ K 2 ⟩ 的期望值;两者都遵循与黑洞力学的贝肯斯坦-霍金面积定律相同的面积定律: ⟨ K ⟩ = ⟨ K 2 ⟩ = A 4 GN ,其中 A 是(极值)纠缠表面的面积。研究还表明,K 在 AdS 中受引力影响,因此会产生度量涨落。这些理论结果很有趣,但尚不清楚如何将这种关于全息量子引力的想法精确扩展到普通平坦空间。我们采取的方法是考虑度量涨落的实验特征是否可以决定平坦空间中量子引力真空的性质。特别是,我们提出了一个由 AdS/CFT 计算激发的理论模型,该模型重现了模哈密顿涨落的最重要特征;该模型由高占据数玻色子自由度组成。我们表明,如果该理论通过普通的引力耦合与干涉仪中的镜子耦合,且其应变灵敏度与引力波的灵敏度相似,则可以观察到真空涨落。
首先,我的确很高兴,三名新教师在2018年加入了我们的部门。助理布莱恩·卡利(Brian Camley)教授去年1月到达。他对生命系统物理学进行了数值模拟,并且是生物物理学系的共同任命。他还是由我们部门领导的JHU范围范围内数据密集工程与科学学院(IDIES)的成员。Emanuele Berti教授于7月加入我们。他是一位理论家,在广义相对论和引力波的领域广泛工作,并在物理和天文学的边界上工作。David Sing教授也于去年7月加入我们,担任彭博杰出教授,该教授与地球和行星科学系共同担任。他使用模型和光谱观测的组合来了解超极行星的大气。这三个新来者本身就是出色的补充,而且在至关重要的战略重要性领域中加强了我们。随着进行其他搜索或计划的其他搜索,我们将在未来几年内将部门的持续成功定位。
量子计量学在科学和技术中具有许多重要的应用,从频率表格到引力波检测。量子力学对测量精度施加了基本限制,称为Heisenberg限制,这是无噪声量子系统可以实现的,但通常无法实现遇到噪声的系统。在这里,我们研究了如何通过量子误差校正来提高测量精度,这是一种保护量子系统免受噪声影响影响的一般方法。我们发现,假设可以使用噪音无噪声的Ancilla系统,并且可以执行这种快速,准确的量子处理,则可以使用受马尔可夫噪声的量子探针来实现Heisenberg极限。当满足功能的条件时,可以通过求解半有限的程序来找到达到最佳精度的量子误差校正代码。我们还表明,当Hamiltonian和错误操作员通勤时,不需要噪音无噪音。最后,我们提供了两个明确的量子传感器的原型示例:量子量和有损失的骨气模式。
给出了信息问题基本冲突的一般表述,并概括为“黑洞定理”。这一定理比通常的量子场论背景更为普遍,并且基于将黑洞描述为更大系统(包括其环境)的量子子系统。这进一步明确了有限的可能一致选项集;与科尔曼-曼杜拉定理一样,最重要的一点可能是“定理”中的漏洞,以及这告诉我们有关量子引力的基本结构的信息。这个“定理”特别涉及如何在量子引力中定义量子子系统的一般问题。如果黑洞确实表现为量子子系统,至少在一个很好的近似值上,统一演化,并且不会留下残余,那么“定理”意味着黑洞与其环境之间存在相互作用,这种相互作用超出了基于局部量子场的描述。这为以前的工作提供了进一步的动机并与以前的工作相联系,对这些相互作用进行了原则性的参数化,并通过对黑洞的电磁或引力波观测研究了它们可能的观测特征。
摘要:我们总结了在“太空冷原子”虚拟社区研讨会上关于冷原子技术现状、它们在太空部署所带来的未来科学和社会机遇以及在太空运行冷原子之前所需的发展情况的讨论。讨论的冷原子技术包括原子钟、量子重力仪和加速度计以及原子干涉仪。预期应用包括计量学、大地测量学和由于气候变化等原因的地球质量变化测量,以及等效原理测试、暗物质搜索、引力波测量和量子力学测试等基础科学实验。我们回顾了冷原子技术的现状,概述了其太空资格的要求,包括发展路径和相应的技术里程碑,并确定了可能的探路者任务,为充分利用太空冷原子的潜力铺平道路。最后,我们提出了实现这些目标的可能路线图的初稿,并提议由感兴趣的冷原子、地球观测、基础物理学和其他潜在科学用户社区以及欧空局和国家空间和研究资助机构进行讨论。
首个空间引力波观测站任务概念研究可以追溯到 20 世纪 70 年代 Peter Bender 在联合实验室天体物理研究所 (JILA,美国博尔德) 的活动,当时他首次完整描述了由三艘在太阳中心轨道运行的无阻力航天器组成的任务,当时该任务被命名为空间引力辐射观测激光天线 (LAGOS)。20 世纪 90 年代初,LISA (激光干涉空间天线) 被提交给欧空局,首先用于当时的 M3 周期,后来成为“地平线 2000 Plus”计划的基石。当时 LISA 由六艘航天器组成,但已展现出当今 LISA 的主要特点:干涉测距、长基线、基于惯性传感器的无阻力航天器,以及我们熟悉的 LISA“车轮”轨道。 1997年,航天器数量减少到目前的三艘。同样在1997年,研究小组和欧空局基础物理顾问小组建议与美国宇航局合作开展 LISA 项目,为今天的合作奠定了基础。
量子场是物理世界的基本组成部分,它描述所有能量尺度上的物质量子多体系统以及电磁辐射和引力辐射。量子场工程实现了前所未有的测量灵敏度,典型案例是利用压缩光将激光干涉引力波天文台 (LIGO) 的本底噪声降低到散粒噪声极限以下 [1]。在连续变量 (CV) 量子场(又称量子模(代替离散变量 (DV) 量子位))中对量子信息进行编码,已经实现了数百万个量子模上的多体纠缠。这种规模在任何量子位架构中都是无与伦比的,它为量子计算、量子通信和量子传感定义了新的视野和范式。基于量子模式的纳米光子集成设备有可能超越基于量子比特的噪声中型量子 (NISQ) [ 2 ] 计算设备的性能,从而定义未来的量子技术。量子模式的自然实现是使用量子光,这也适用于传感 [ 3 – 6 ] 和通信。
高精度温度测量正成为应用物理和基础物理等众多领域的横向需求。在大多数情况下,高精度与对高稳定环境的需求相伴而生,以确保实验的长期运行,例如系外行星探测仪器的情况 [1]。为了实现更高的稳定性,将这些实验转移到太空是一种自然的选择。事实上,越来越多的任务正在寻求在轨实验提供的稳定性,这是实现其科学目标的关键要求 [2-5]。在太空任务中,LISA 等引力波探测器 [6] 代表了温度传感中一个特别具有挑战性的领域,主要原因是这些天文台的设计目标是在毫赫兹频率范围内实现最高灵敏度。在这些超稳定操作状态下,温度波动会通过各种现象干扰科学测量,包括直接施加到测试质量上的热感应力和干涉仪中温度引起的路径长度变化 [ 7 – 10 ]。近年来,人们对开发能够实现高温度分辨率的新技术的兴趣日益浓厚。光学计量实验已证明温度精度为 80 nK / √
摘要。观察性研究表明,厄尔尼诺 - 南方振荡(ENSO)对准生物振荡(QBO)发挥了影响。QBO的向下传播分别在厄尔尼诺和拉尼娜期间倾向于加速和减速。一般循环模型的最新结果表明,QBO的ENSO调制需要相对较高的水平分辨率,并且它在具有参数化但时间恒定的重力波源的气候模型中不会显示。在这里,我们证明了NASA戈达德太空研究研究所(GISS)E2.2模型可以捕获观察到的QBO周期的ENSO模型,并以2°纬度的水平分辨率乘以2.5◦经度,但其重力波源被参与参数化。这是因为Elniño事件导致更剧烈的重力波源在赤道带上产生更绝对的动量流动,并且通过弱化的Walker Crockulation的弱化,这些波的过滤到热带下层平流层中。ENSO系统的各种组成部分,例如海面温度,对流活动和助行器循环,与参数化重力波的产生和传播密切相关,通过该引力波的产生和传播,ENSO通过该QBO在GISS E2.2模型中调节QBO时期。
我在该部门历史上的重要时刻担任主席,因为我们开始了第一个完整的学年,成为William H. Miller III物理与天文学系。您中的许多人都知道,这个新名称认识到赋予该部门的慷慨和有远见的礼物啤酒花校友比尔·米勒(Bill Miller)。我们很高兴能意识到米勒礼物的变革潜力。通过我们在新创建的米勒研究生研究员和米勒博士后研究员计划中招募的杰出年轻学者的贡献,已经感受到了礼物的影响。在我们很高兴加入我们的第一批独立的米勒博士后研究员中,汉娜·蒂利姆(Hannah Tillim)是汉娜·蒂利姆(Hannah Tillim),他正在努力开发一种量子机械的重力理论,比阿特丽斯·塔皮亚·欧里程(Beatriz Tapia Oregung,正在研究宇宙中引力波的创造和特性。他们加入了我们正在开发新型量子材料的Sweeney同胞Eli Zoghlin和戴维斯研究员Daniel Thorngren,他正在研究研究外球外行星。