論文の概要: Quantum entanglement of ions for light dark matter detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.11632v2
- Date: Wed, 13 Mar 2024 06:35:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-14 17:58:22.718515
- Title: Quantum entanglement of ions for light dark matter detection
- Title（参考訳）: 暗黒物質検出のためのイオンの量子絡み合い
- Authors: Asuka Ito, Ryuichiro Kitano, Wakutaka Nakano and Ryoto Takai
- Abstract要約: ポールイオントラップシステムを用いて、アクシオンダークマターやダークフォトンダークマターなどの軽いダークマターを検知する方法を探索する。
最初に、ポールトラップ内のイオンの振動モードの基底と最初の励起状態から構築された量子ビットが、弱い電場に対する効果的なセンサとして機能することを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A detection scheme is explored for light dark matter, such as axion dark
matter or dark photon dark matter, using a Paul ion trap system. We first
demonstrate that a qubit, constructed from the ground and first excited states
of vibrational modes of ions in a Paul trap, can serve as an effective sensor
for weak electric fields due to its resonant excitation. As a consequence, a
Paul ion trap allows us to search for weak electric fields induced by light
dark matter with masses around the neV range. Furthermore, we illustrate that
an entangled qubit system involving $N$ ions can enhance the excitation rate by
a factor of $N^2$. The sensitivities of the Paul ion trap system to
axion-photon coupling and gauge kinetic mixing can reach previously unexplored
parameter space.
- Abstract（参考訳）: ポールイオントラップシステムを用いて、アクシオンダークマターやダークフォトンダークマターなどの軽いダークマターを検知する方法を探索する。
最初に、ポールトラップ内のイオンの振動モードの基底と最初の励起状態から構築された量子ビットが、共鳴励起による弱い電場に対する効果的なセンサとして機能することを実証した。
結果として、ポールイオントラップは、NeV領域の質量を持つ軽い暗黒物質によって誘導される弱い電場を探索することができる。
さらに、$N$イオンを含む絡み合った量子ビット系は、$N^2$の係数で励起率を高めることができることを示す。
パウロイオントラップ系の軸-光子カップリングとゲージ運動混合に対する感度は、未探索のパラメータ空間に到達できる。
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