論文の概要: Ground-State Cooling of Levitated Magnets in Low-Frequency Traps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.03344v2
• Date: Tue, 18 May 2021 15:05:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 11:41:01.186179
• Title: Ground-State Cooling of Levitated Magnets in Low-Frequency Traps
• Title（参考訳）: 低周波トラップにおける浮上磁石の地上冷却
• Authors: Kirill Streltsov, Julen S. Pedernales, Martin B. Plenio
• Abstract要約: 低周波トラップ中を浮遊するメソスコピック磁性粒子の地中冷却方式を提案する。 本手法では、磁力位置の弱い適応的な測定を行うために、二成分センサとパルスを適宜形状したパルスを用いている。 その結果,ミクロンスケール粒子の地中冷却の道が開けた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6114012813668934
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a ground-state cooling scheme for the mechanical degrees of freedom of mesoscopic magnetic particles levitated in low-frequency traps. Our method makes use of a binary sensor and suitably shaped pulses to perform weak, adaptive measurements on the position of the magnet. This allows us to precisely determine the position and momentum of the particle, transforming the initial high-entropy thermal state into a pure coherent state. The energy is then extracted by shifting the trap center. By delegating the task of energy extraction to a coherent displacement operation we overcome the limitations associated with cooling schemes that rely on the dissipation of a two-level system coupled to the oscillator. We numerically benchmark our protocol in realistic experimental conditions, including heating rates and imperfect readout fidelities, showing that it is well suited for magnetogravitational traps operating at cryogenic temperatures. Our results pave the way for ground-state cooling of micron-scale particles.
• Abstract（参考訳）: 低周波トラップ中を浮遊するメソスコピック磁性粒子の機械的自由度に対する基底状態冷却方式を提案する。 本手法では,二値センサと適切な形状のパルスを用い,磁石の位置を弱く適応的に測定する。 これにより粒子の位置と運動量を正確に決定することができ、初期高エントロピーの熱状態を純粋なコヒーレント状態に変換する。 その後、トラップ中心をシフトしてエネルギーを抽出する。 エネルギー抽出のタスクをコヒーレント変位操作に委譲することにより、発振器に結合した2レベル系の消散に依存する冷却スキームに関連する制約を克服する。 我々は,本プロトコルを加熱速度や不完全な読み出し特性を含む実測実験条件で数値的に評価し,低温で作動する磁気浮上トラップに適していることを示す。 その結果,ミクロンスケール粒子の地中冷却の道が開けた。

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