論文の概要: Trapped electrons and ions as particle detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.05737v2
• Date: Thu, 5 Aug 2021 16:27:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 01:44:36.181169
• Title: Trapped electrons and ions as particle detectors
• Title（参考訳）: 粒子検出器としてのトラップ電子とイオン
• Authors: Daniel Carney, Hartmut H\"affner, David C. Moore, Jacob M. Taylor
• Abstract要約: 現在の装置は、周囲のダークマター粒子が小さなミリチャージを運んでいるモデルに対して、競合感度を提供するために使用することができる。 周辺ダークマター粒子が小さなミリチャージを運んでいるモデルに対して、現行のデバイスは競合感度を提供することができることを示す。 我々の計算は、荷電粒子の背景から生じる量子コンピュータのノイズのキャラクタリゼーションにも有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electrons and ions trapped with electromagnetic fields have long served as important high-precision metrological instruments, and more recently have also been proposed as a platform for quantum information processing. Here we point out that these systems can also be used as highly sensitive detectors of passing charged particles, due to the combination of their extreme charge-to-mass ratio and low-noise quantum readout and control. In particular, these systems can be used to detect energy depositions many orders of magnitude below typical ionization scales. As illustrations, we suggest some applications in particle physics. We outline a non-destructive time-of-flight measurement capable of sub-eV energy resolution for slowly moving, collimated particles. We also show that current devices can be used to provide competitive sensitivity to models where ambient dark matter particles carry small electric millicharges $\ll e$. Our calculations may also be useful in the characterization of noise in quantum computers coming from backgrounds of charged particles.
• Abstract（参考訳）: 電磁場に閉じ込められた電子やイオンは、長い間重要な高精度な気象観測機器として機能し、近年では量子情報処理のプラットフォームとしても提案されている。 ここでは、電荷対質量比の極端と低ノイズの量子読み出しと制御の組み合わせにより、荷電粒子を通過させる高感度検出器としても使用できることを指摘する。 特に、これらの系は典型的なイオン化スケール以下で数桁のエネルギー沈着を検出するために用いられる。 図解として、粒子物理学におけるいくつかの応用を提案する。 ゆっくりと移動したコリメーテッド粒子のサブevエネルギー分解能を持つ非破壊飛行時間測定について概説する。 また、現在のデバイスは、周囲のダークマター粒子が小さな電気ミリチャージで$\ll e$を持つモデルに対して、競争力のある感度を提供するために使用できることも示しています。 我々の計算は、荷電粒子の背景から生じる量子コンピュータのノイズのキャラクタリゼーションにも有用である。

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