論文の概要: State Expansion of a Levitated Nanoparticle in a Dark Harmonic Potential

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13111v1
• Date: Wed, 20 Dec 2023 15:30:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-21 15:19:33.467484
• Title: State Expansion of a Levitated Nanoparticle in a Dark Harmonic Potential
• Title（参考訳）: ダークハーモニックポテンシャルにおける浮遊ナノ粒子の状態拡大
• Authors: Eric Bonvin and Louisiane Devaud and Massimiliano Rossi and Andrei Militaru and Lorenzo Dania and Dmitry S. Bykov and Oriol Romero-Isart and Tracy E. Northup and Lukas Novotny and Martin Frimmer
• Abstract要約: 真空中における浮遊ナノ粒子の熱状態の空間的拡大と再構成を行った。 質量中心熱状態にフィードバック冷却された粒子の標準偏差における状態膨張係数は25。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Levitated nanoparticles in vacuum are prime candidates for generating macroscopic quantum superposition states of massive objects. Most protocols for preparing these states necessitate coherent expansion beyond the scale of the zero-point motion to produce sufficiently delocalized and pure phase-space distributions. Here, we spatially expand and subsequently recontract the thermal state of a levitated nanoparticle by modifying the stiffness of the trap holding the particle. We achieve state-expansion factors of 25 in standard deviation for a particle initially feedback-cooled to a center-of-mass thermal state of \SI{155}{\milli\kelvin}. Our method relies on a hybrid scheme combining an optical trap, for cooling and measuring the particle's motion, with a Paul trap for expanding its state. Consequently, state expansion occurs devoid of measurement backaction from photon recoil, making this approach suitable for coherent wavefunction expansion in future experiments.
• Abstract（参考訳）: 真空中の浮遊ナノ粒子は、巨大物体の巨視的量子重ね合わせ状態を生成するための素候補である。 これらの状態を作成するためのほとんどのプロトコルは、十分な非局在化と純粋な位相空間分布を生成するためにゼロ点運動のスケールを超えるコヒーレント展開を必要とする。 ここでは, 粒子を保持するトラップの剛性を変化させることで, 浮遊ナノ粒子の熱状態を空間的に拡張し, 再収縮する。 粒子の標準偏差における状態膨張係数は25であり,初期フィードバック冷却により熱状態は155}{\milli\kelvin}となる。 本手法は, 粒子の動きを冷却・測定するための光学トラップと, 状態拡大のためのポールトラップを組み合わせたハイブリッド方式を採用している。 したがって、状態拡大は光子反動による測定バックアクションを欠き、将来の実験においてコヒーレントな波動関数展開に適している。

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