論文の概要: Exotic Spin-dependent Energy-level Shift Noise Induced by Thermal Motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05862v1
- Date: Thu, 11 Jan 2024 12:12:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-12 15:03:08.833812
- Title: Exotic Spin-dependent Energy-level Shift Noise Induced by Thermal Motion
- Title（参考訳）: 熱運動によるエキゾチックスピン依存エネルギー準位シフトノイズ
- Authors: Wei Xiao, Xiyu Liu, Teng Wu, Xiang Peng, and Hong Guo
- Abstract要約: 粒子の熱運動に基づく理論モデルを導入し、エキゾチックスピン依存相互作用を探索する。
結果として生じるエキゾチックエネルギーレベルのシフトノイズは、高感度の機器によって感知される。
このモデルは原子時計、原子干渉計、NVダイアモンドセンサーなどの他の量子センシング分野にも容易に応用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.890042560497392
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Searching for exotic spin-dependent interactions that beyond the standard
model has been of interest for past decades and is crucial for unraveling the
mysteries of the universe. Previous laboratory searches primarily focus on
searching for either static or modulated energy-level shifts caused by exotic
spin-dependent interactions. Here, we introduce a theoretical model based on
thermal motion of particles, providing another efficient way to search for
exotic spin-dependent interactions. The theoretical model indicates that as the
exotic spin-dependent interactions are related with the relative displacements
and velocities of atoms, atoms undergoing thermal motion would experience a
fluctuating energy-level shift induced by the exotic interactions. Moreover,
the resulting exotic energy-level shift noise could be sensed by
high-sensitivity instruments. By using the model and taking the
high-sensitivity atomic magnetometer as an example, we set the most stringent
laboratory experiment constraints on eight different kinds of exotic spin- and
velocity-dependent interactions, with five of which at the force range below 1
cm have not been covered previously. Furthermore, this theoretical model can be
easily applied in other fields of quantum sensing, such as atomic clocks, atom
interferometers and NV-diamond sensors, to further improve the laboratory
constraints on exotic spin-dependent interactions.
- Abstract（参考訳）: 標準モデルを超えるエキゾチックなスピン依存相互作用の探索は過去数十年にわたって関心を集めており、宇宙の謎を解き明かすのに不可欠である。
これまでの研究室検索は主に、エキゾチックなスピン依存相互作用によって生じる静的または変調されたエネルギーレベルのシフトの探索に焦点を当てていた。
本稿では,粒子の熱運動に基づく理論的モデルを紹介し,異種スピン依存相互作用を探索する別の効率的な方法を提案する。
理論モデルでは、エキゾチックスピン依存相互作用は相対的な原子の変位と速度と関係しているため、熱運動中の原子はエキゾティック相互作用によって引き起こされるエネルギーレベルの変動を経験することになる。
さらに、結果として生じるエキゾチックエネルギーレベルのシフトノイズは、高感度の機器で感知できる。
このモデルを用いて高感度の原子磁気センサを例に挙げて、8種類の異方性スピンおよび速度依存相互作用に最も厳密な実験制約を設定した。
さらに、この理論モデルは、原子時計、原子干渉計、NVダイアモンドセンサーなどの他の量子センシング分野にも容易に適用でき、エキゾチックなスピン依存相互作用に関する実験室の制約をさらに改善することができる。
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