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Nuclear singlet state in diamond for overcoming the standard quantum limit in gravitational wave detectors

Projektbeschreibung

Fundamentale Quantengrenze in Gravitationswellendetektoren überwinden

Quantenfluktuationen des Lichts beeinträchtigen die Empfindlichkeit von Gravitationswellendetektoren der nächsten Generation. Die Hauptquellen für diese subtilen Störungen sind Schrotrauschen und optomechanisches Rückwirkungsrauschen. Die Rückwirkungsumgehung ist ein Messverfahren, mit dem bestimmte, durch die Quantenmechanik auferlegte Grenzen für die Empfindlichkeit von Gravitationswellendetektoren überwunden werden können. Ein neu vorgeschlagenes Verfahren zur Unterdrückung beider Rauscharten verwendet ein atomares Spin-Ensemble als Speichermedium für Quantenfluktuationen des Lichts. Die Messung der Rückwirkungsausweichung wird mit zwei verschränkten Lichtstrahlen durchgeführt, die die Gravitationswellendetektoren und das Spin-Ensemble analysieren. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt SingletSQL wird die Fragen erörtern, die sich aus der Umsetzung dieses Messansatzes ergeben.

Ziel

The sensitivity of the next-generation gravitational-wave detectors (GWD) are critically limited by the quantum fluctuations of light. The major sources of such noises are shot noise and optomechanical back action noise (BAN). The improvement of sensitivity can be achieved by back-action evading (BAE) measurements, which allows overcoming the standard quantum limit. By trading off between shot and BAN, recently a promising scheme has been proposed which involves another auxiliary system, consisting of an atomic spin ensemble with negative effective mass that can suppress both the noises. The measurement is performed by two entangled beams of light probing the GWD and the spin ensemble. However, the approach exhibits three major implementational issues to focus on, which I have discovered by recent calculations. Firstly, I study how the sensitivity of the GWD is dependent and what the constraints introduced by the entanglement measures between subsystems. Secondly, I come with a novel approach for the BAE by using a nuclear singlet state of carbon in diamond which works at very low NMR frequencies and bandwidth aiming to avoid the discrepancies of the match between the frequencies and linewidths of the spin and the mechanical oscillators. In this aspect, I propose using a novel type readout of electron spin of NV centers, used as a non-perturbing ancilla of the nuclear spin-singlet. Finally, based on the parameters obtained from ongoing E-Test project, where a low thermal noise mechanical oscillator is being built up, I will theoretically investigate if the nuclear singlet state can match the frequency and bandwidth of rational parameters of the oscillator and whether it can be implemented for the BAE measurement. I will study the role played by the input squeezing parameters, and how to engineer the frequency range of noise suppression of the output. The proposal entitles advanced hands-on training on experimental setups and profounding my background in GWD.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

INTERUNIVERSITAIR MICRO-ELECTRONICA CENTRUM
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 175 920,00
Adresse
KAPELDREEF 75
3001 Leuven
Belgien

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Region
Vlaams Gewest Prov. Vlaams-Brabant Arr. Leuven
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

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