論文の概要: Superconducting microsphere magnetically levitated in an anharmonic potential with integrated magnetic readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.13451v3
• Date: Thu, 1 Jun 2023 21:02:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-05 20:47:38.793911
• Title: Superconducting microsphere magnetically levitated in an anharmonic potential with integrated magnetic readout
• Title（参考訳）: 磁気リードアウトによる無調波電位下で磁気浮上する超伝導マイクロスフィア
• Authors: Mart\'i Gutierrez Latorre and Gerard Higgins and Achintya Paradkar and Thilo Bauch and Witlef Wieczorek
• Abstract要約: 700ngのsim 1017$amu超伝導マイクロスフィアを磁気チップトラップに浮かび込ませる。 我々はDC-SQUID磁気センサを用いて粒子の中心運動を測定する。 トラップアンハーモニック性から生じる運動振幅依存性の周波数シフトを特徴付ける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magnetically levitated superconducting microparticles offer a promising path to quantum experiments with picogram to microgram objects. In this work, we levitate a 700ng $\sim 10^{17}$amu superconducting microsphere in a magnetic chip trap in which detection is integrated. We measure the particle's center-of-mass motion using a DC-SQUID magnetometer. The trap frequencies are continuously tunable between 30 and 160 Hz and the particle remains stably trapped over days in a dilution refrigerator environment. We characterize motional-amplitude-dependent frequency shifts, which arise from trap anharmonicities, namely Duffing nonlinearities and mode couplings. We explain this nonlinear behavior using finite element modelling of the chip-based trap potential. This work constitutes a first step towards quantum experiments and ultrasensitive inertial sensors with magnetically levitated superconducting microparticles.
• Abstract（参考訳）: 磁気浮上型超伝導微粒子は、ピコグラムを用いた量子実験からマイクログラムオブジェクトへの有望な経路を提供する。 本研究は, 検出を集積した磁気チップトラップにおいて, 700ng$\sim 10^{17}$amu超伝導マイクロスフィアを浮揚する。 我々はDC-SQUID磁気センサを用いて粒子の中心運動を測定する。 トラップ周波数は30Hzから160Hzの間で連続的に調整可能であり、粒子は希釈冷凍機環境下で数日にわたって安定に捕捉される。 我々は、トラップ不調和、すなわちダッフィング非線形性とモード結合から生じる運動振幅依存性の周波数シフトを特徴付ける。 チップに基づくトラップポテンシャルの有限要素モデリングを用いて, この非線形挙動を説明する。 この研究は、磁気浮上超伝導微粒子を用いた量子実験と超感度慣性センサへの第一歩となる。

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