論文の概要: 5D cooling and nonlinear dynamics of an optically levitated nanodumbbell
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.02384v1
- Date: Mon, 6 Apr 2020 02:49:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 06:34:41.371275
- Title: 5D cooling and nonlinear dynamics of an optically levitated nanodumbbell
- Title（参考訳）: 光学浮揚型ナノダンベルの5次元冷却と非線形ダイナミクス
- Authors: Jaehoon Bang, Troy Seberson, Peng Ju, Jonghoon Ahn, Zhujing Xu, Xingyu
Gao, Francis Robicheaux, and Tongcang Li
- Abstract要約: 我々は、リニア偏光レーザーにおいて、浮遊ナノダンベルの3つの中心移動モードと2つのねじり振動モードを同時に冷却する。
唯一の冷却されていない剛体自由度は、ナノダンベルの長い軸まわりの回転である。
この研究により、レビテーションされたナノ粒子の非線形力学と回転結合の理解が深まる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.28145433491942
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optically levitated nonspherical particles in vacuum are excellent candidates
for torque sensing, rotational quantum mechanics, high-frequency gravitational
wave detection, and multiple other applications. Many potential applications,
such as detecting the Casimir torque near a birefringent surface, require
simultaneous cooling of both the center-of-mass motion and the torsional
vibration (or rotation) of a nonspherical nanoparticle. Here we report the
first 5D cooling of a levitated nanoparticle. We cool the 3 center-of-mass
motion modes and 2 torsional vibration modes of a levitated nanodumbbell in a
linearly-polarized laser simultaneously. The only uncooled rigid-body degree of
freedom is the rotation of the nanodumbbell around its long axis. This free
rotation mode does not couple to the optical tweezers directly. Surprisingly,
we observe that it strongly affects the torsional vibrations of the
nanodumbbell. This work deepens our understanding of the nonlinear dynamics and
rotation coupling of a levitated nanoparticle and paves the way towards full
quantum control of its motion.
- Abstract（参考訳）: 真空中における光学浮揚非球状粒子はトルクセンシング、回転量子力学、高周波重力波検出、その他の応用に優れた候補である。
複屈折面近傍のカシミールトルクの検出のような多くの潜在的な応用には、質量中心運動と非球状ナノ粒子のねじり振動(または回転)の両方を同時に冷却する必要がある。
ここでは、浮遊ナノ粒子の最初の5d冷却について報告する。
3つの中心運動モードと2つのねじれ振動モードを同時に直線偏極レーザーで冷却する。
唯一冷却されていない剛体の自由度は、ナノダンベルの長軸まわりの回転である。
この自由回転モードは光学式ツイーザーに直接結合しない。
驚いたことに、ナノダンベルのねじり振動に強い影響を与えることが観察された。
この研究は、浮遊ナノ粒子の非線形ダイナミクスと回転結合の理解を深め、その運動の完全な量子制御への道を開く。
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