論文の概要: Quantum precision measurement of two-dimensional forces with ${\bf
10^{-28}}$-Newton stability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.05368v1
- Date: Wed, 10 Aug 2022 14:31:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-01 10:10:18.457193
- Title: Quantum precision measurement of two-dimensional forces with ${\bf
10^{-28}}$-Newton stability
- Title（参考訳）: ${\bf 10^{-28}}$-Newton安定性を持つ2次元力の量子精度測定
- Authors: Xinxin Guo, Zhongcheng Yu, Fansu Wei, Shengjie Jin, Xuzong Chen,
Xiaopeng Li, Xibo Zhang, Xiaoji Zhou
- Abstract要約: ベクトル力の高精度センシングは、基礎研究と技術応用の両方に幅広い影響を及ぼす。
近年、急速に進歩する量子技術のために、交流する電磁力の検知に多くの進歩が見られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.208723972581594
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: High-precision sensing of vectorial forces has broad impact on both
fundamental research and technological applications such as the examination of
vacuum fluctuations \cite{casimir09rmp} and the detection of surface roughness
of nanostructures \cite{RevModPhys.89.035002}. Recent years have witnessed much
progress on sensing alternating electromagnetic forces for the rapidly
advancing quantum technology -- orders-of-magnitude improvement has been
accomplished on the detection sensitivity with atomic sensors
\cite{Schreppler1486,Shaniv2017,Gilmore673}, whereas precision measurement of
static {electromagnetic} forces lags far behind with the corresponding
long-term stability rarely demonstrated. Here, based on quantum atomic matter
waves confined by an optical lattice, we perform precision measurement of
static {electromagnetic} forces by imaging coherent wave mechanics in the
reciprocal space. We achieve a state-of-the-art measurement sensitivity of $
2.30(8)\times 10^{-26}$ N/$\sqrt{\rm \bf Hz}$. Long-term stabilities on the
order of $10^{-28}$ N are observed in the two spatial components of a force,
which allows probing atomic Van der Waals forces at a millimeter distance
\cite{NatureNanoScanning}. As a further illustrative application, we use our
atomic sensor to calibrate the control precision of an alternating
electromagnetic force applied in the experiment. Future developments of our
method hold promise for delivering unprecedented atom-based quantum force
sensing technologies.
- Abstract（参考訳）: ベクトル力の高精度なセンシングは、真空ゆらぎの検証(casimir09rmp)やナノ構造の表面粗さの検出(revmodphys.89.035002)など、基礎研究と技術応用の両方に多大な影響を与えている。
近年、急速に進歩する量子技術のために、電磁力の交互検出に関する多くの進歩が見られ、原子センサーによる検出感度のオーダー・オブ・マグニチュードの改善が達成されている(cite{Schreppler1486,Shaniv2017,Gilmore673})。
ここでは、光学格子に閉じ込められた量子原子性物質波に基づいて、相互空間におけるコヒーレント波力学を撮像することにより、静電磁気力の精密測定を行う。
我々は2.30(8)\times 10^{-26}$ N/$\sqrt{\rm \bf Hz}$の最先端測定感度を実現する。
10^{-28}= N の順序の長期安定度は、力の2つの空間成分で観測され、原子のファンデルワールス力はミリメートル距離 \cite{NatureNanoScanning} で観測できる。
さらに、我々の原子センサーを用いて、実験で適用された交互電磁力の制御精度を校正する。
本手法の今後の発展は、前例のない原子ベースの量子力センシング技術の実現を約束する。
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