論文の概要: Measuring gravity with milligram levitated masses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03545v2
- Date: Mon, 22 Jan 2024 13:15:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-23 22:15:41.379163
- Title: Measuring gravity with milligram levitated masses
- Title（参考訳）: ミリグラム浮遊質量による重力測定
- Authors: Tim M. Fuchs, Dennis G. Uitenbroek, Jaimy Plugge, Noud van Halteren,
Jean-Paul van Soest, Andrea Vinante, Hendrik Ulbricht and Tjerk H. Oosterkamp
- Abstract要約: I型超伝導トラップ内の浮遊サブミリスケール磁性粒子と, 約1m離れたkg源質量との間には, 重力結合が認められた。
この結果は,アットニュートンの低重力力に重力測定を拡張し,浮上する機械式センサの重要性を浮き彫りにした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gravity differs from all other known fundamental forces since it is best
described as a curvature of spacetime. For that reason it remains resistant to
unifications with quantum theory. Gravitational interaction is fundamentally
weak and becomes prominent only at macroscopic scales. This means, we do not
know what happens to gravity in the microscopic regime where quantum effects
dominate, and whether quantum coherent effects of gravity become apparent.
Levitated mechanical systems of mesoscopic size offer a probe of gravity, while
still allowing quantum control over their motional state. This regime opens the
possibility of table-top testing of quantum superposition and entanglement in
gravitating systems. Here we show gravitational coupling between a levitated
sub-millimeter scale magnetic particle inside a type-I superconducting trap and
kg source masses, placed approximately half a meter away. Our results extend
gravity measurements to low gravitational forces of attonewton and underline
the importance of levitated mechanical sensors. Specifically, at a frequency of
26.7 Hz, a mass of 0.4 mg and showing Q-factors in excess of 10$^7$, we
obtained a force noise of 0.5 $fN\sqrt{Hz}$ . We simultaneously detect the
other 5 rotational and translational degrees of freedom.
- Abstract（参考訳）: 重力は他の既知の基本的な力と異なり、時空の曲率として最もよく説明される。
そのため、量子論との統一には耐性がある。
重力相互作用は基本的に弱く、マクロスケールでのみ顕著になる。
つまり、量子効果が支配する微視的な状態の重力に何が起こるのか、そして重力の量子コヒーレント効果が明らかになるかどうかがわからない。
メソスコピックサイズの浮揚力学系は重力のプローブを提供するが、運動状態の量子制御は可能である。
この体制は重力系の量子重ね合わせと絡み合いのテーブルトップテストの可能性を開く。
ここでは,type-i超伝導トラップ内の浮遊したサブミリメートルスケールの磁気粒子と,約半メートル離れたkg源質量との間の重力結合を示す。
その結果, アトニュートンの低重力力まで重力測定が拡張され, 浮揚機械センサの重要性が強調された。
具体的には、周波数が26.7Hz、質量が0.4mg、Q因子が10$^7$を超える場合には、0.5$fN\sqrt{Hz}$の力雑音が得られる。
残りの5つの回転と翻訳の自由度を同時に検出する。
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