論文の概要: Improved Limits on an Exotic Spin- and Velocity-Dependent Interaction at the Micrometer Scale with an Ensemble-NV-Diamond Magnetometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02254v1
• Date: Fri, 4 Aug 2023 11:21:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-07 13:12:23.694405
• Title: Improved Limits on an Exotic Spin- and Velocity-Dependent Interaction at the Micrometer Scale with an Ensemble-NV-Diamond Magnetometer
• Title（参考訳）: エンサンブルNVダイアモンド磁力計を用いたマイクロスケールにおける異方性スピン・速度依存相互作用の限界改善
• Authors: Diguang Wu, Hang Liang, Man Jiao, Yi-Fu Cai, Chang-Kui Duan, Ya Wang, Xing Rong, Jiangfeng Du
• Abstract要約: 偏極電子スピンと非偏極核子の間のエキゾチックスピンと速度依存相互作用をミクロスケールで探索する。 その結果、力範囲内で結合パラメータ$f_perp$の新たなバウンダリを5～400$rm mu$mに設定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.684562006253786
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Searching for exotic interactions provides a path for exploring new particles beyond the standard model. Here, we used an ensemble-NV-diamond magnetometer to search for an exotic spin- and velocity-dependent interaction between polarized electron spins and unpolarized nucleons at the micrometer scale. A thin layer of nitrogen-vacancy electronic spin ensemble in diamond is utilized as both the solid-state spin quantum sensor and the polarized electron source, and a vibrating lead sphere serves as the moving unpolarized nucleon source. The exotic interaction is searched by detecting the possible effective magnetic field induced by the moving unpolarized nucleon source using the ensemble-NV-diamond magnetometer. Our result establishes new bounds for the coupling parameter $f_\perp$ within the force range from 5 to 400 $\rm \mu$m. The upper limit of the coupling parameter at 100 $\rm \mu$m is $\lvert f_\perp \rvert \leq 1.1\times 10^{-11}$, which is 3 orders of magnitude more stringent than the previous constraint. This result shows that NV ensemble can be a promising platform to search for hypothetical particles beyond the standard model.
• Abstract（参考訳）: エキゾチックな相互作用の探索は、標準モデルを超えた新しい粒子を探索するための経路を提供する。 ここでは、アンサンブルnv-ダイアモンド磁力計を用いて、マイクロメートルスケールでの偏極電子スピンと非偏極核子の間のエキゾチックなスピンと速度依存性の相互作用を探索した。 ダイヤモンド中の窒素空孔電子スピンアンサンブルの薄い層が固体スピン量子センサと偏光電子源の両方として利用され、振動する鉛球が非偏光核子源として機能する。 エキゾチック相互作用は、アンサンブル-NV-ダイアモンド磁気センサを用いて、動く非偏極核子源によって誘導される有効な磁場を検出することによって探索される。 この結果は、力範囲内での結合パラメータ $f_\perp$ の新たな境界を 5 から 400 $\rm \mu$m に設定する。 100 $\rm \mu$m での結合パラメータの上限は $\lvert f_\perp \rvert \leq 1.1\times 10^{-11}$ であり、これは以前の制約よりも3桁ストリングである。 この結果から,NVアンサンブルは標準モデルを超えて仮説粒子を探索する上で有望なプラットフォームとなる可能性が示唆された。

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