論文の概要: Universal determination of comagnetometer response to spin couplings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.16000v2
- Date: Sun, 15 Oct 2023 20:01:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-18 03:17:52.280572
- Title: Universal determination of comagnetometer response to spin couplings
- Title（参考訳）: スピンカップリングによるコマグネトメーター応答の普遍的決定
- Authors: Mikhail Padniuk, Emmanuel Klinger, Grzegorz Lukasiewicz, Daniel
Gavilan-Martin, Tianhao Liu, Szymon Pustelny, Derek F. Jackson Kimball,
Dmitry Budker, Arne Wickenbrock
- Abstract要約: 任意のスピン摂動に対するコマグネトメーターの周波数依存性の応答は、適合パラメータを用いて推定できる。
コマグネトメーター応答のゼロ周波数キャリブレーションに依存する実験は、広い周波数範囲でマグネトメーター感度を桁違いに過小評価または過小評価することができる。
実証された校正プロトコルは、例えば、電子や核スピンと結合する超軽量のボゾンダークマター場に対するコマグネトメーター感度の正確な予測と制御を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0037949839020768
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose and demonstrate a general method to calibrate the
frequency-dependent response of self-compensating noble-gas-alkali-metal
comagnetometers to arbitrary spin perturbations. This includes magnetic and
nonmagnetic perturbations like rotations and exotic spin interactions. The
method is based on a fit of the magnetic field response to an analytical model.
The frequency-dependent response of the comagnetometer to arbitrary spin
perturbations can be inferred using the fit parameters. We demonstrate the
effectiveness of this method by comparing the inferred rotation response to an
experimental measurement of the rotation response. Our results show that
experiments relying on zero-frequency calibration of the comagnetometer
response can over- or under-estimate the comagnetometer sensitivity by orders
of magnitude over a wide frequency range. Moreover, this discrepancy
accumulates over time as operational parameters tend to drift during
comagnetometer operation. The demonstrated calibration protocol enables
accurate prediction and control of comagnetometer sensitivity to, for example,
ultralight bosonic dark-matter fields coupling to electron or nuclear spins as
well as accurate monitoring and control of the relevant system parameters.
- Abstract（参考訳）: 任意のスピン摂動に対する自己補償希ガス-アルカリ-金属コマグネトロンの周波数依存性応答をキャリブレーションする方法を提案する。
これには回転やエキゾチックスピン相互作用のような磁気および非磁性の摂動が含まれる。
この方法は、解析モデルに対する磁場応答の適合性に基づいている。
任意のスピン摂動に対するコマグネトメータの周波数依存応答は、適合パラメータを用いて推定できる。
本手法は, 推定回転応答と回転応答の実験的測定との比較により, 有効性を示す。
その結果,コマグネトメーター応答のゼロ周波数キャリブレーションに依存する実験は,広い周波数範囲でマグネトメーター感度を桁違いに過大あるいは過小評価できることがわかった。
さらに、コマグネトメータ動作中に動作パラメータがドリフトする傾向があるため、この差は時間とともに蓄積される。
実証された校正プロトコルは、例えば、電子や核スピンと結合する超軽量のボソニックダークマター場に対するコマグネトメーター感度の正確な予測と制御、および関連するシステムパラメータの正確な監視と制御を可能にする。
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