論文の概要: Levitated ferromagnetic magnetometer with energy resolution well below $\hbar$

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.03774v1
• Date: Mon, 8 Jan 2024 09:52:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 17:14:57.095914
• Title: Levitated ferromagnetic magnetometer with energy resolution well below $\hbar$
• Title（参考訳）: エネルギー分解能が$\hbar$以下の浮遊強磁性磁力計
• Authors: Felix Ahrens, Wei Ji, Dmitry Budker, Chris Timberlake, Hendrik Ulbricht, Andrea Vinante
• Abstract要約: 磁場の測定の限界が最近指摘され、いわゆるエネルギー分解能$E_mathrmR$は$E_mathrmR gtrsim hbar$に制限されている。 ここでは,超伝導体上を低温で浮遊させた強磁性体を用いて,同様の,潜在的にはるかに優れた分解能が得られることを示す。 この発見は、凝縮物質、生物物理学、基礎科学における新しい応用への道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.298811315696524
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A quantum limit on the measurement of magnetic field has been recently pointed out, stating that the so-called Energy Resolution $E_\mathrm{R}$ is bounded to $E_\mathrm{R} \gtrsim \hbar$. This limit holds indeed true for the vast majority of existing quantum magnetometers, including SQUIDs, solid state spins and optically pumped atomic magnetometers. However, it can be surpassed by highly correlated spin systems, as recently demonstrated with a single-domain spinor Bose-Einstein Condensate. Here we show that similar and potentially much better resolution can be achieved with a hard ferromagnet levitated above a superconductor at cryogenic temperature. We demonstrate $E_\mathrm{R}=\left( 0.064 \pm 0.010 \right) \, \hbar$ and anticipate that $E_\mathrm{R}<10^{-3} \, \hbar$ is within reach with near-future improvements. This finding opens the way to new applications in condensed matter, biophysics and fundamental science. In particular, we propose an experiment to search for axionlike dark matter and project a sensitivity orders of magnitude better than in previous searches.
• Abstract（参考訳）: 近年、磁場測定の量子限界が指摘され、いわゆるエネルギー分解能 $e_\mathrm{r}$ は $e_\mathrm{r} \gtrsim \hbar$ に制限されている。 この制限は、SQUID、固体スピン、光学的に励起された原子磁気センサなど、既存の量子磁気センサの大多数に当てはまる。 しかし、近年の単磁区スピノルボース=アインシュタイン凝縮体で証明されたように、高い相関性を持つスピン系によって超えることができる。 ここでは,超伝導体上に高温で浮遊した強磁性体を用いて,同様の,より優れた分解能が得られることを示す。 我々は、$E_\mathrm{R}=\left( 0.064 \pm 0.010 \right) \, \hbar$ を証明し、$E_\mathrm{R}<10^{-3} \, \hbar$ が近い将来に改善されると予想する。 この発見は、凝縮物質、生物物理学、基礎科学の新しい応用への道を開く。 特に, アクシオン様ダークマターを探索し, 従来の検索よりも感度の高いオーダーを投影する実験を提案する。

関連論文リスト

• First Search for Ultralight Dark Matter Using a Magnetically Levitated Particle [0.0]
  磁気浮上粒子を用いた超軽量ダークマターの探索を行った。 暗黒物質に対する信号の証拠は見つからず、限界を導出する。 本稿では,短期・中長期のアップグレードを特徴とするPOLONAISE実験を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T18:00:00Z)
• Quantum thermodynamic derivation of the energy resolution limit in magnetometry [0.0]
  エネルギー分解能の限界は、量子計測とランダウアー消去に関連する量子熱力学的作用の結果であることを示す。 これらの考察を原子磁気センサ、ダイヤモンド磁気センサ、SQUIDに適用し、エネルギー分解能の限界を100hbar$から107hbar$に広げる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-23T15:24:51Z)
• Spin-zero bound states on the 2D Klein-Gordon equation under uniform magnetic field [0.0]
  一様磁場中を移動する相対論的スピン-0荷電粒子の相互作用モデルを提案する。 核相互作用に対する機能的アプローチとして、反粒子状態のない粒子境界状態を考える。 近似を$V(r)$$$neq$$0$と$S(r)$$$$$$$0$でスピンゼロ運動にすると、2D極空間に可解モデルを導入することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-09T13:28:23Z)
• Magnetic excitations, non-classicality and quantum wake spin dynamics in the Hubbard chain [0.0]
  量子フィッシャー情報(QFI)は多粒子絡みの証であり、磁気ファンホーブ相関は$G(r,t)$であり、局所的な実空間のスピンダイナミクスのプローブである。 QFIは$U$で成長し、$U=2.5$以上の二部構成の絡み合いを目撃できることを示す。 我々は、低い$U$で発見された$G(r,t)$の力学を観察するための実験的候補について議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-12T03:48:21Z)
• Rapid generation of all-optical $^{39}$K Bose-Einstein condensates using a low-field Feshbach resonance [58.720142291102135]
  フェシュバッハ共振器を用いた全光学的ボース・アインシュタイン凝縮体(399ドル)の製造について検討した。 完全に凝縮したアンサンブルと5.8タイムs104$の原子を850$msの蒸発時間で232ドルの散乱長で生成することができる。 本研究は, 慣性センシングのための超低温カリウムの高流動源への道筋について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-12T16:39:32Z)
• High-resolution 'magic'-field spectroscopy on trapped polyatomic molecules [62.997667081978825]
  分子の冷却とトラップの急速な進歩は、捕捉された二原子分子の高分解能分光の最初の実験を可能にした。 この研究を多原子分子に拡張することは、より複雑な幾何学とさらなる内部自由度のために、ユニークな機会をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-21T15:46:17Z)
• Surpassing the Energy Resolution Limit with ferromagnetic torque sensors [55.41644538483948]
  標準量子限界における熱力学ノイズと機械的検出ノイズを考慮した最適磁場分解能の評価を行った。 近年の文献で指摘されているエネルギー分解限界(ERL, Energy Resolution Limit)は, 桁違いに超えることがある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-29T15:44:12Z)
• The Emergent Fine Structure Constant of Quantum Spin Ice Is Large [0.0]
  凝縮物質系は、標準モデルと大きく異なる創発的な低エネルギー特性を示す「代替真空」を提供する。 両者の微細構造定数が$alpha$で大きく異なることが示され、これはカップルが光にどのように強く依存するかをパラメトリズする。 すると、$alpha_mathrmQSI$ は 0 から textitstrongest の結合可能なものまで調整できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-09T18:14:36Z)
• Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
  分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。 ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。 この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z)
• Hyperfine and quadrupole interactions for Dy isotopes in DyPc$_2$ molecules [77.57930329012771]
  核スピンレベルは、磁化力学を理解し、ランタノイド系単一分子磁石における量子ビットの実装と制御において重要な役割を果たす。 アニオンDyPc$における161$Dyおよび163$Dy核の超微細および核四極子相互作用について検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-12T18:25:31Z)
• Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
  我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。 以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。