論文の概要: Axion-Like Dark Matter Detection Using Stern-Gerlach Interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.12331v1
• Date: Sun, 20 Nov 2022 10:38:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-17 23:07:47.452967
• Title: Axion-Like Dark Matter Detection Using Stern-Gerlach Interferometer
• Title（参考訳）: Stern-Gerlach干渉計を用いた軸状暗黒物質検出
• Authors: Milad Hajebrahimi, Hassan Manshouri, Mohammad Sharifian and Moslem Zarei
• Abstract要約: 中性原子の重ね合わせに基づく量子センサーは、暗黒物質の性質を感知することを約束する この研究は、Stern-Gerlach (SG) 干渉計を用いて、アクシオン様粒子(ALP)を検出する新しい方法を模索している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum sensors based on the superposition of neutral atoms are promising for sensing the nature of dark matter (DM). This work uses the Stern-Gerlach (SG) interferometer configuration to seek a novel method to detect axion-like particles (ALPs). Using an SG interferometer, we create a spatial quantum superposition of neutral atoms such as $^{3}$He and $^{87}$Rb. It is shown that the interaction of ALPs with this superposition induces a relative phase between superposed quantum components. We use the quantum Boltzmann equation (QBE) to introduce a first principal analysis that describes the temporal evolution of the sensing system. QBE approach uses quantum field theory (QFT) to highlight the role of the quantum nature of the interactions with the quantum systems. The resulting exclusion area shows that our scheme allows for the exclusion of a range of ALPs mass between $m_{a}=10^{-10}-10^{2}\,\mathrm{eV}$ and ALPs-atom coupling constant between $g=10^{-13}-10^{0}\,\mathrm{eV}$.
• Abstract（参考訳）: 中性原子の重ね合わせに基づく量子センサーは、ダークマター(dm)の性質を感知するのに有望である。 この研究は、Stern-Gerlach (SG) 干渉計を用いて、アクシオン様粒子(ALP)を検出する新しい方法を模索している。 SG干渉計を用いて、$^{3}$Heや$^{87}$Rbのような中性原子の空間量子重ね合わせを生成する。 この重畳によるALPの相互作用は、重畳された量子成分間の相対位相を誘導する。 量子ボルツマン方程式(QBE)を用いて、センシングシステムの時間的進化を記述する最初の主成分分析を導入する。 QBEアプローチは量子場理論(QFT)を用いて、量子システムとの相互作用の量子的性質の役割を強調する。 得られた除外領域は、我々のスキームが$m_{a}=10^{-10}-10^{2}\,\mathrm{eV}$と$g=10^{-13}-10^{0}\,\mathrm{eV}$の間のALPs質量の範囲を排除できることを示している。

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