論文の概要: Near-field GHz rotation and sensing with an optically levitated nanodumbbell

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10868v1
• Date: Wed, 25 Jan 2023 23:30:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 14:45:48.166870
• Title: Near-field GHz rotation and sensing with an optically levitated nanodumbbell
• Title（参考訳）: 光浮上型ナノダンベルによる近接場GHz回転とセンシング
• Authors: Peng Ju, Yuanbin Jin, Kunhong Shen, Yao Duan, Zhujing Xu, Xingyu Gao, Xinjie Ni, Tongcang Li
• Abstract要約: 我々は、サファイア表面から約430nm離れた真空中でシリカナノダンベルを光学的に浮揚し、GHz周波数で回転させる。 ナノダンベルの先端と表面の間の相対線速度は、サブミクロメータ分離時に1.4km/sに達する。 数値シミュレーションにより,ナノダンベルとナノグレーションの間のカシミールトルクを検出することが期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3797170434560484
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A levitated non-spherical nanoparticle in a vacuum is ideal for studying quantum rotations and is an extremely sensitive torque and force detector. It has been proposed to probe fundamental particle-surface interactions such as the Casimir torque and the rotational quantum vacuum friction, which require it to be driven to rotate near a surface at sub-micrometer separations. Here, we optically levitate a silica nanodumbbell in a vacuum at about 430 nm away from a sapphire surface and drive it to rotate at GHz frequencies. The relative linear speed between the tip of the nanodumbbell and the surface reaches 1.4 km/s at a sub-micrometer separation. The rotating nanodumbbell near the surface demonstrates a torque sensitivity of $(5.0 \pm 1.1) \times 10^{-26} {\rm NmHz}^{-1/2}$ at room temperature. Moreover, we levitate a nanodumbbell near a gold nanograting and use it to probe the near-field intensity distribution beyond the optical diffraction limit. Our numerical simulation shows it is promising to detect the Casimir torque between a nanodumbbell and a nanograting.
• Abstract（参考訳）: 真空中の浮遊非球状ナノ粒子は量子回転の研究に最適であり、非常に感度の高いトルクと力検出器である。 カシミールトルクや回転する量子真空摩擦といった基本的な粒子と表面の相互作用を探究するために、サブマイクロメートルの分離で表面付近で回転させることが提案されている。 ここでは、サファイア表面から約430nm離れた真空中でシリカナノダンベルを光学的に浮遊させ、GHz周波数で回転させる。 ナノダンベルの先端と表面の間の相対線速度は、サブミクロメータ分離時に1.4km/sに達する。 表面近くの回転するナノダンベルは、室温でのトルク感度が$(5.0 \pm 1.1) \times 10^{-26} {\rm NmHz}^{-1/2}$であることを示す。 さらに,金ナノグレーティング近傍にナノダンベルを浮上させ,光学的回折限界を超える近接場強度分布を探究する。 数値シミュレーションにより,ナノダンベルとナノグレーションの間のカシミールトルクを検出することが期待できる。

関連論文リスト

• Gyroscopic stability for nanoparticles in Stern-Gerlach Interferometry and spin contrast [2.569338891678463]
  物質波干渉計における回転の役割について検討し, 欠陥方向に沿って角運動量を与えるとスピンコントラストが増大することを示した。 与えられた角運動量は、ほぼ2倍の係数で空間重畳を高め、ナノダイアモンド中の潜在的な永久双極子を平均化することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-22T17:24:27Z)
• Quantum control and Berry phase of electron spins in rotating levitated diamonds in high vacuum [40.27879500842531]
  内部スピン量子ビットを持つ高真空中での浮遊ダイヤモンド粒子は量子力学の探索のために提案されている。 複数の安定化電極を持つ一体型表面イオントラップを作製した。 これによりオンチップ浮揚が容易になり、高真空で浮遊したナノダイアモンドの磁気共鳴測定が初めて光学的に検出された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T20:56:09Z)
• Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
  固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。 我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。 我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z)
• 6 GHz hyperfast rotation of an optically levitated nanoparticle in vacuum [10.830588649968856]
  ナノ粒子系における記録破りの超高回転周波数を約6GHzで観測した。 ナノ粒子を高開口(NA)対物レンズで重力方向に光学的にトラップし、散乱力と光泳動力の影響を補償する大きな利点を示す。 得られたナノ粒子の最大回転周波数は4.3GHzであり, フィードバック冷却による6GHz回転は, これまでに報告された中で最速の機械回転である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-17T16:00:31Z)
• Experimental Constraint on an Exotic Parity-Odd Spin- and Velocity-Dependent Interaction with a Single Electron Spin Quantum Sensor [6.887744934296352]
  実験では、エキゾチックスピンと速度依存性の相互作用に関する制約を1から330$mu$mまで改善した。 結合の上限が$g_Aeg_VN$=200 mu m$は$| g_Ae g_VN| leq 8.0times10-19$であり、現在の実験室限界を4桁以上改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-19T15:31:21Z)
• High-Frequency Gravitational-Wave Detection Using a Chiral Resonant Mechanical Element and a Short Unstable Optical Cavity [59.66860395002946]
  重力波によって誘導されるキラルな機械的要素のねじれの測定について提案する。 誘導されたねじれは、このキラル素子の上に平らな光学鏡を回転させ、入射レーザービームの偏向を引き起こす。 約10kHzの周波数で10-21/sqrtHzから10-23/sqrtHzの間で重力波ひずみの感度を推定した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-15T20:09:43Z)
• Gravity Probe Spin: Prospects for measuring general-relativistic precession of intrinsic spin using a ferromagnetic gyroscope [51.51258642763384]
  量子物理学と一般相対性理論の交点における実験が提案されている。 時空における固有スピンの挙動は実験的にオープンな問題である。 測定は、地球を周回する軌道上でmmスケールの強磁性ジャイロスコープを使用することで可能である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-16T17:18:44Z)
• Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions [57.50861918173065]
  ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。 分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。 これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)
• 5D cooling and nonlinear dynamics of an optically levitated nanodumbbell [2.28145433491942]
  我々は、リニア偏光レーザーにおいて、浮遊ナノダンベルの3つの中心移動モードと2つのねじり振動モードを同時に冷却する。 唯一の冷却されていない剛体自由度は、ナノダンベルの長い軸まわりの回転である。 この研究により、レビテーションされたナノ粒子の非線形力学と回転結合の理解が深まる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-06T02:49:14Z)
• Force and acceleration sensing with optically levitated nanogram masses at microkelvin temperatures [57.72546394254112]
  本稿では,10μmの光学共振シリカ球の中心運動を50pm22 mu$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)
• Spin current generation and control in carbon nanotubes by combining rotation and magnetic field [78.72753218464803]
  回転するカーボンナノチューブにおける一様磁場の存在下での弾道電子の量子力学について検討した。 印加された磁場強度と回転速度を適切に組み合わせることで、一方の電流を零に調整し、他方の電流を有限に保ち、スピン電流発生器を発生させることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-20T08:54:56Z)

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。