Skip to Main content Skip to Navigation
Journal articles

Quantum Backaction on Kg-Scale Mirrors: Observation of Radiation Pressure Noise in the Advanced Virgo Detector

F. Acernese 1, 2 M. Agathos 3 L. Aiello 4 A. Ain 5, 6 A. Allocca 5 A. Amato 7 S. Ansoldi 8, 9 S. Antier 10 M. Arène 10 N. Arnaud 11, 12 S. Ascenzi 4, 13 P. Astone 14 F. Aubin 15 S. Babak 10 F. Badaracco 4 M. k. m. Bader 16 S. Bagnasco 17 J. Baird 10 G. Ballardin 12 G. Baltus 18 C. Barbieri 19, 20, 21 P. Barneo 22 F. Barone 23, 2 M. Barsuglia 10 D. Barta 24 A. Basti 6, 5 M. Bawaj 25, 26 M. Bazzan 27, 28 M. Bejger 29 I. Belahcene 11 S. Bernuzzi D. Bersanetti A. Bertolini M. Bischi M. Bitossi M.-A. Bizouard 30 O. Blanch F. Bobba M. Boer 30 G. Bogaert 30 M. Boldrini F. Bondu 31 R. Bonnand 15 B. a. Boom V. Boschi V. Boudart Y. Bouffanais A. Bozzi C. Bradaschia M. Branchesi M. Breschi T. Briant 32 F. Brighenti A. Brillet 30 J. Brooks G. Bruno T. Bulik H. j. Bulten D. Buskulic 15 G. Cagnoli 7 E. Calloni M. Canepa G. Carapella F. Carbognani M. Carpinelli G. Carullo J. Casanueva Diaz C. Casentini S. Caudill F. Cavalier 11 R. Cavalieri G. Cella P. Cerdá-Durán E. Cesarini W. Chaibi 30 P. Chanial E. Chassande-Mottin 10 F. Chiadini R. Chierici 33 A. Chincarini A. Chiummo N. Christensen 30 S. Chua 32 G. Ciani P. Ciecielag M. Cieślar M. Cifaldi R. Ciolfi F. Cipriano 30 A. Cirone S. Clesse F. Cleva 30 E. Coccia P.-F. Cohadon 32 D. e. Cohen 11 M. Colpi L. Conti I. Cordero-Carrión S. Corezzi D. Corre 11 S. Cortese J.-P. Coulon 30 M. Croquette 32 J. r. Cudell E. Cuoco M. Curylo B. D’angelo S. D’antonio L. D’onofrio D. D’urso T. Dal Canton 11 V. Dattilo M. Davier 11 M. de Laurentis F. de Matteis R. de Pietri R. de Rosa C. de Rossi J. Degallaix 34 W. del Pozzo S. Deléglise 32 A. Depasse L. Di Fiore C. Di Giorgio F. Di Giovanni M. Di Giovanni T. Di Girolamo A. Di Lieto S. Di Pace I. Di Palma F. Di Renzo T. Dietrich M. Drago J.-G. Ducoin 11 O. Durante P.-A. Duverne 11 M. Eisenmann 15 L. Errico D. Estevez 15 V. Fafone S. Farinon M. Fays F. Feng 10 E. Fenyvesi I. Ferrante F. Fidecaro P. Figura I. Fiori D. Fiorucci R. Fittipaldi V. Fiumara R. Flaminio 15 J. a. Font J.-D. Fournier 30 S. Frasca F. Frasconi V. Frey 11 G. g. Fronzé R. Gamba B. Garaventa F. Garufi G. Gemme A. Gennai Archisman Ghosh B. Giacomazzo L. Giacoppo P. Giri M. Gosselin R. Gouaty 15 A. Grado M. Granata V. Granata 34 G. Greco G. Grignani A. Grimaldi S. j. Grimm P. Gruning 11 G. m. Guidi G. Guixé Y. Guo P. Gupta L. Haegel 10 O. Halim O. Hannuksela T. Harder 30 K. Haris J. Harms A. Heidmann 32 H. Heitmann 30 P. Hello 11 G. Hemming E. Hennes D. Hofman 34 V. Hui 15 B. Idzkowski A. Iess G. Intini T. Jacqmin 32 K. Janssens P. Jaranowski R. j. g. Jonker C. Karathanasis S. Katsanevas F. Kéfélian 30 I. Khan N. Khetan G. Koekoek S. Koley M. Kolstein A. Królak I. La Rosa 15 D. Laghi A. Lamberts 30, 35 A. Lartaux-Vollard 11 C. Lazzaro P. Leaci N. Leroy 11 N. Letendre 15 F. Linde M. Llorens-Monteagudo A. Longo M. Lorenzini V. Loriette 36 G. Losurdo D. Lumaca A. Macquet 30 C. Magazzù E. Majorana I. Maksimovic 36 N. Man 30 V. Mangano M. Mantovani M. Mapelli F. Marchesoni F. Marion 15 A. Marquina S. Marsat 10 F. Martelli M. Martinez V. Martinez 7 A. Masserot 15 S. Mastrogiovanni 10 A. Menendez-Vazquez L. Mereni 34 M. Merzougui 30 R. Metzdorff 32 A. Miani C. Michel 34 L. Milano A. Miller E. Milotti O. Minazzoli 30, 37 Y. Minenkov Ll. m. Mir M. Montani F. Morawski B. Mours 38 F. Muciaccia A. Nagar 39 I. Nardecchia L. Naticchioni J. Neilson G. Nelemans Cong Tu Nguyen 10 S. Nissanke F. Nocera G. Oganesyan C. Olivetto G. Pagano G. Pagliaroli C. Palomba T. h. Pang F. Pannarale F. Paoletti A. Paoli A. Paolone D. Pascucci A. Pasqualetti R. Passaquieti D. Passuello B. Patricelli M. Pegoraro A. Perego C. Périgois 15 A. Perreca S. Perriès 33 K. s. Phukon O. j. Piccinni M. Pichot 30 M. Piendibene F. Piergiovanni L. Pierini V. Pierro G. Pillant F. Pilo L. Pinard 34 I. m. Pinto K. Piotrzkowski E. Placidi W. Plastino R. Poggiani E. Polini 15 P. Popolizio E. k. Porter 10 M. Pracchia 15 M. Principe G. a. Prodi P. Prosposito A. Puecher M. Punturo F. Puosi P. Puppo G. Raaijmakers N. Radulesco 30 P. Rapagnani M. Razzano T. Regimbau 15 L. Rei P. Rettegno F. Ricci G. Riemenschneider F. Robinet 11 A. Rocchi L. Rolland 15 M. Romanelli 31 R. Romano A. Romero S. Ronchini D. Rosińska P. Ruggi O. s. Salafia L. Salconi A. Samajdar N. Sanchis-Gual E. Santos 30 B. Sassolas 34 O. Sauter 15 S. Sayah 34 M. Seglar-Arroyo 15 D. Sentenac V. Sequino A. Sharma M. Sieniawska N. Singh A. Singhal V. Sipala V. Sordini 33 F. Sorrentino N. Sorrentino R. Soulard 30 M. Spera C. Stachie 30 D. a. Steer 10 G. Stratta A. Sur B. l. Swinkels M. Tacca A. j. Tanasijczuk E. n. Tapia San Martin M. Tonelli A. Torres-Forné I. Tosta E Melo A. Trapananti F. Travasso M. c. Tringali A. Trovato 10 K. w. Tsang M. Turconi 30 M. Valentini N. van Bakel M. van Beuzekom J. f. j. van den Brand C. van den Broeck L. van der Schaaf M. Vardaro M. Vasúth G. Vedovato D. Verkindt 15 F. Vetrano A. Viceré J.-Y. Vinet 30 H. Vocca R. c. Walet M. Was 15 A. Zadrożny T. Zelenova J.-P. Zendri
Abstract : The quantum radiation pressure and the quantum shot noise in laser-interferometric gravitational wave detectors constitute a macroscopic manifestation of the Heisenberg inequality. If quantum shot noise can be easily observed, the observation of quantum radiation pressure noise has been elusive, so far, due to the technical noise competing with quantum effects. Here, we discuss the evidence of quantum radiation pressure noise in the Advanced Virgo gravitational wave detector. In our experiment, we inject squeezed vacuum states of light into the interferometer in order to manipulate the quantum backaction on the 42 kg mirrors and observe the corresponding quantum noise driven displacement at frequencies between 30 and 70 Hz. The experimental data, obtained in various interferometer configurations, is tested against the Advanced Virgo detector quantum noise model which confirmed the measured magnitude of quantum radiation pressure noise.
Document type :
Journal articles
Complete list of metadata

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02959692
Contributor : Armelle Vidal <>
Submitted on : Thursday, December 3, 2020 - 12:34:30 PM
Last modification on : Monday, July 12, 2021 - 10:14:07 AM
Long-term archiving on: : Thursday, March 4, 2021 - 7:05:32 PM

File

PhysRevLett.125.131101.pdf
Publisher files allowed on an open archive

Identifiers

Citation

F. Acernese, M. Agathos, L. Aiello, A. Ain, A. Allocca, et al.. Quantum Backaction on Kg-Scale Mirrors: Observation of Radiation Pressure Noise in the Advanced Virgo Detector. Physical Review Letters, American Physical Society, 2020, 125 (13), pp.131101. ⟨10.1103/PhysRevLett.125.131101⟩. ⟨hal-02959692⟩

Share

Metrics

Record views

485

Files downloads

293