論文の概要: A Novel Nuclear Emulsion Detector for Measurement of Quantum States of
Ultracold Neutrons in the Earth's Gravitational Field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.04346v2
- Date: Thu, 26 May 2022 09:09:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 08:58:19.655777
- Title: A Novel Nuclear Emulsion Detector for Measurement of Quantum States of
Ultracold Neutrons in the Earth's Gravitational Field
- Title（参考訳）: 地球の重力場における超低温中性子の量子状態測定のための新しい核エマルション検出器
- Authors: Naoto Muto, Hartmut Abele, Tomoko Ariga, Joachim Bosina, Masahiro
Hino, Katsuya Hirota, Go Ichikawa, Tobias Jenke, Hiroaki Kawahara, Shinsuke
Kawasaki, Masaaki Kitaguchi, Jakob Micko, Kenji Mishima, Naotaka Naganawa,
Mitsuhiro Nakamura, St\'ephanie Roccia, Osamu Sato, Ren\'e I. P. Sedmik,
Yoshichika Seki, Hirohiko M. Shimizu, Satomi Tada, Atsuhiro Umemoto
- Abstract要約: 仮説上の短距離相互作用は、地球の重力場に縛られたミラー上の超低温中性子(UCN)の波動関数を測定することで検出できる。
空間分解能の高いUCN検出器を開発中である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hypothetical short-range interactions could be detected by measuring the
wavefunctions of ultracold neutrons (UCNs) on a mirror bounded by the Earth's
gravitational field. The Searches require detectors with higher spatial
resolution. We are developing a UCN detector for the with a high spatial
resolution, which consists of a Si substrate, a thin converter layer including
$^{10}$B$_{4}$C, and a layer of fine-grained nuclear emulsion. Its resolution
was estimated to be less than 100 nm by fitting tracks of either $^{7}$Li
nuclei or $\alpha$-particles, which were created when neutrons interacted with
the $^{10}$B$_{4}$C layer. For actual measurements of the spatial
distributions, the following two improvements were made: The first was to
establish a method to align microscopic images with high accuracy within a wide
region of 65 mm $\times$ 0.2 mm. We created reference marks of 1 $\mu$m and 5
$\mu$m diameter with an interval of 50 $\mu$m and 500 $\mu$m, respectively, on
the Si substrate by electron beam lithography and realized a position accuracy
of less than 30 nm. The second was to build a holder that could maintain the
atmospheric pressure around the nuclear emulsion to utilize it under vacuum
during exposure to UCNs. The intrinsic resolution of the improved detector was
estimated by evaluating the blur of a transmission image of a gadolinium
grating taken by cold neutrons as better than 0.56 $\pm$ 0.08 $\mu$m, which
included the grating accuracy. A test exposure to UCNs was conducted to obtain
the spatial distribution of UCNs in the Earth's gravitational field. Although
the test was successful, a blurring of 6.9 $\mu$m was found in the
measurements, compared with a theoretical curve. We identified the blurring
caused by the refraction of UCNs due to the roughness of the upstream surface
of the substrate. Polishing of the surface makes the resolution less than 100
nm.
- Abstract（参考訳）: 仮説上の短距離相互作用は、地球の重力場に縛られたミラー上の超低温中性子(UCN)の波動関数を測定することで検出できる。
探索には空間分解能の高い検出器が必要である。
我々は、Si基板と、$^{10}$B$_{4}$Cを含む薄いコンバータ層と、微細な核エマルション層からなる高空間分解能のUCN検出器を開発している。
その分解能は、中性子が$^{10}$b$_{4}$c層と相互作用した時に生成した$^{7}$li核または$\alpha$-粒子の軌道に取り付けることで、100nm未満と見積もられた。
空間分布の実際の測定には、65 mm $\times$ 0.2 mmの広い領域において、顕微鏡像を高精度に整列させる方法を確立した。
電子線リソグラフィーによりSi基板上に,それぞれ50$\mu$m,500$\mu$mの間隔で1$\mu$m,5$\mu$mの基準マークを作成し,30nm未満の位置精度を実現した。
2つ目は、核エマルションの周囲の気圧を維持できるホルダーを構築し、UCNに曝露する際に真空下で利用することであった。
改良された検出器の本質的な分解能は、冷中性子によるガドリニウム格子の透過像のぼかしを0.56$\pm$ 0.08$\mu$mと評価することで推定された。
地球の重力場におけるUCNの空間分布を得るために、UCNに対する試験露光が行われた。
試験は成功したが、理論曲線と比較すると6.9$\mu$mのぼかしが確認された。
基板上面の粗さによるUCNの屈折によるぼかしを同定した。
表面を研磨すると、解像度は100nm未満になる。
関連論文リスト
- A single-photon large-momentum-transfer atom interferometry scheme for Sr or Yb atoms with application to determining the fine-structure constant [0.0]
我々は、中性原子種の光子反動を1光子光時計遷移で測定する中間スケール原子干渉計を提案する。
Sr と Yb の場合,3m の高さの原子干渉計は現在の技術で最大質量測定精度が$Delta m / m sim 1times 10-11$ であるのに十分である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-15T11:52:14Z) - Optimal baseline exploitation in vertical dark-matter detectors based on
atom interferometry [50.06952271801328]
長基線原子干渉計に基づく重力波やダークマターの地上検出器は、現在、最終計画段階にあるか、既に建設中である。
マルチダイアモンド噴水グレーディメータを用いた共振モード検出器は,その高さが利用可能なベースラインの20%を占める場合,最適なショットノイズ制限を達成できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-08T08:38:24Z) - Improved Limits on an Exotic Spin- and Velocity-Dependent Interaction at
the Micrometer Scale with an Ensemble-NV-Diamond Magnetometer [7.684562006253786]
偏極電子スピンと非偏極核子の間のエキゾチックスピンと速度依存相互作用をミクロスケールで探索する。
その結果、力範囲内で結合パラメータ$f_perp$の新たなバウンダリを5～400$rm mu$mに設定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-04T11:21:41Z) - Dy adatom on MgO(001) substrate: DFT+U(HIA) study [75.7995398006171]
MgO(001)基板上に吸着した個々のDy原子の電子構造と磁性について検討した。
我々の研究は、希土類単原子磁石のさらなる研究と予測に有効なルートを提供することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T10:20:02Z) - CubeSat in-orbit validation of in-situ performance by high fidelity
radiation modelling [55.41644538483948]
SpooQy-1 CubeSatミッションは、単一光子検出のためのアバランシェフォトダイオードを用いた偏光に基づく量子エンタングルメント相関を実証した。
2年間にわたって観測された2つのシリコン・ガイガーモード・アバランシェ・フォトダイオードの暗黒数率の増加を報告した。
我々は,光ダイオードに蓄積した変位損傷量を推定するために,高忠実度放射モデルと3次元コンピュータ支援型SpooQy-1 CubeSatの設計モデルを実装した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-01T12:33:27Z) - Developing a Chemical and Structural Understanding of the Surface Oxide
in a Niobium Superconducting Qubit [46.6940373636939]
我々はニオブ膜からパターン化したトランスモン試験装置の環境条件で形成される表面酸化物の詳細な評価を行う。
構造解析の観点では、Nb$ 1-2$O$_5$領域は自然界において半結晶であることが分かる。
アモルファス領域は酸素空孔を含む傾向が強く、ニオブと酸素原子の間の結合が弱いことが観察された。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-16T16:00:57Z) - Rapid generation of all-optical $^{39}$K Bose-Einstein condensates using
a low-field Feshbach resonance [58.720142291102135]
フェシュバッハ共振器を用いた全光学的ボース・アインシュタイン凝縮体(399ドル)の製造について検討した。
完全に凝縮したアンサンブルと5.8タイムs104$の原子を850$msの蒸発時間で232ドルの散乱長で生成することができる。
本研究は, 慣性センシングのための超低温カリウムの高流動源への道筋について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-12T16:39:32Z) - A search for neutron to mirror-neutron oscillations [0.22705102969616636]
ウルトラコールド中性子貯蔵測定による天体物理学的な研究と地球実験は、中性子とミラー-中性子の振動について研究している。
これらの超低温中性子貯蔵実験の最近の分析は、中性子とミラー-中性子の振動と解釈される統計学的に重要な異常信号を生み出している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-23T10:43:20Z) - Enhanced molecular spin-photon coupling at superconducting
nanoconstrictions [0.0]
中心伝送線に集束したイオンビームで作製されたナノコンクリクションは、マイクロ波磁場を局所的に集中する。
自由ラジカル分子の滴は溶液から回路に堆積されている。
その結果、N_rm eff$の平方根に比例するカップリングの集合的拡張がよく知られている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T11:49:10Z) - Probabilistic magnetometry with two-spin system in diamond [4.965114253725413]
窒素-原子価と炭素13との超微粒子結合は,選択後プロトコルの設定に有効であることを示す。
等方的に精製された試料の場合, 低温下でのnTHz$-1/2$の感度(4$K)で, $mu$Tの範囲の弱磁場を検出することができることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-26T14:06:46Z) - Force and acceleration sensing with optically levitated nanogram masses
at microkelvin temperatures [57.72546394254112]
本稿では,10μmの光学共振シリカ球の中心運動を50pm22 mu$Kの有効温度に冷却することを示した。
これらの条件下では、球体は1日以上はアクティブな冷却を行わず、sim 10-7$ mbar の圧力で安定に閉じ込められていることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-29T16:20:35Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。