論文の概要: Spin Read-out of the Motion of Levitated Electrically Rotated Diamonds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.01545v1
- Date: Mon, 4 Sep 2023 11:56:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-06 18:54:42.539519
- Title: Spin Read-out of the Motion of Levitated Electrically Rotated Diamonds
- Title（参考訳）: 浮遊電子回転ダイヤモンドのスピン読み出し
- Authors: Maxime Perdriat and Cosimo C. Rusconi and Tom Delord and Paul Huillery
and Cl\'ement Pellet-Mary and Benjamin A. Stickler and Gabriel H\'etet
- Abstract要約: ポールトラップ内で浮遊する微小粒子の電気駆動回転を実演した。
フル回転中のダイヤモンド中の窒素空孔中心のスピン状態は、うまく制御された。
これらの成果は、ミクロンスケールの物体の内部磁気自由度と対向する全回転への進展を示す。
- 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: Recent advancements with trapped nano- and micro-particles have enabled the
exploration of motional states on unprecedented scales. Rotational degrees of
freedom stand out due to their intrinsic non-linearity and their coupling with
internal spin degrees of freedom, opening up possibilities for gyroscopy and
magnetometry applications and the creation of macroscopic quantum
superpositions. However, current techniques for fast and reliable rotation of
particles with internal spins face challenges, such as optical absorption and
heating issues. Here, to address this gap, we demonstrate electrically driven
rotation of micro-particles levitating in Paul traps. We show that
micro-particles can be set to rotate stably at 150,000 rpm by operating in a
hitherto unexplored parametrically driven regime using the particle electric
quadrupolar moment. Moreover, the spin states of nitrogen-vacancy centers in
diamonds undergoing full rotation were successfully controlled, allowing
accurate angular trajectory reconstruction and demonstrating high rotational
stability over extended periods. These achievements mark progress toward
interfacing full rotation with internal magnetic degrees of freedom in
micron-scale objects. In particular, it extends significantly the type of
particles that can be rotated, such as ferromagnets, which offers direct
implications for the study of large gyromagnetic effects at the micro-scale.
- Abstract（参考訳）: ナノ粒子とマイクロ粒子の捕獲による最近の進歩は、前例のないスケールでの運動状態の探索を可能にした。
自発的非線形性と内部スピン自由度とのカップリング、ジャイロスコープと磁気測定の応用の可能性、およびマクロな量子重ね合わせの生成により、自由度回転は際立っている。
しかし, 内部スピンによる粒子の高速で信頼性の高い回転技術は, 光吸収や加熱といった課題に直面している。
ここでは、このギャップに対処するため、ポールトラップで浮遊する微小粒子の電気駆動回転を実演する。
粒子電気四極子モーメントを用いた非探索的パラメトリック駆動状態において, 微小粒子を安定に150,000 rpmで回転させることができることを示す。
さらに, 完全回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心のスピン状態の制御が成功し, 高精度な角軌道再構成が可能となり, 長期にわたって高い回転安定性を示した。
これらの成果は、ミクロンスケールの物体の内部磁気自由度と対向する全回転への進展を示す。
特に、強磁性体のような回転可能な粒子の種類を著しく拡張し、マイクロスケールでの大きなジャイロ磁気効果の研究に直接的な意味を与える。
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