論文の概要: Laser cooling a 1-milligram torsional pendulum to 240 microkelvins

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.09445v1
• Date: Sun, 18 Aug 2024 11:53:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-20 20:40:30.727391
• Title: Laser cooling a 1-milligram torsional pendulum to 240 microkelvins
• Title（参考訳）: 1ミリグラムのねじり振り子を240マイクロケルビンに冷却するレーザー
• Authors: Sofia Agafonova, Pere Rossello, Manuel Mekonnen, Onur Hosten,
• Abstract要約: 我々は1ミリグラムのねじり振り子に対する新しい制御レベルを示し、そのねじり動きのレーザーフィードバック冷却を実証した。 開発されたシステムは、ユニークなトルク感知能力を示しており、ミリグラムスケールの最先端の10倍の10倍である1.2times10-18$ N$$$$$$m/$sqrttextrmHz$ thermal-noise-limited sensitivityに到達している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Milligram-scale mechanical oscillators hold potential for testing fundamental physical phenomena on various fronts, including laboratory-scale effects at the interface of quantum mechanics and gravity. Nevertheless, experimental realizations supporting this potential have thus far been lacking. Here, we present a new level of control over a 1-milligram torsional pendulum, demonstrating laser feedback cooling of its torsional motion from room temperature to 240 microkelvins, establishing the coldest mechanical motion in the microgram-to-kilogram mass window -- a factor of 25 beyond prior art. The developed system shows a unique torque sensing capability, reaching $1.2\times10^{-18}$ N$\cdot$m/$\sqrt{\textrm{Hz}}$ thermal-noise-limited sensitivity -- a factor of 10 below the state of the art for the milligram scale. With readily feasible improvements in the pendulum suspension, a further 100-fold reduction in both achievable temperatures and torque sensitivities is foreseen, pushing towards operation in the quantum regime at such large mass scales.
• Abstract（参考訳）: ミリグラムスケールの機械振動子は、量子力学と重力の界面における実験室スケールの効果を含む、様々な面で基本的な物理現象をテストする可能性を持っている。 それにもかかわらず、この可能性を支持する実験的な実現は、これまでにも欠けていた。 ここでは、1ミリグラムのねじり振り子に対する新たな制御レベルを示し、室温から240マイクロケルビンまでのねじり動きをレーザーフィードバックで冷却し、マイクログラムからキログラムまでの質量窓で最も冷たい機械的動きを確立する。 開発されたシステムは独特のトルク感知能力を示し、N$\cdot$m/$\sqrt{\textrm{Hz}}$ thermal-noise-limited sensitivity -- ミリグラムの最先端よりも10倍低い。 振り子サスペンションの容易な改善により、達成可能な温度とトルク感度の両方の100倍の低下が予示され、このような大規模な量子状態下での動作が促進される。

関連論文リスト

• Laser cooling a centimeter-scale torsion pendulum [0.559239450391449]
  室温から1センチスケールのトーション振り子を10mK (平均6000フォノン占有率) まで冷却する。 これは、量子振り子の角変位のアノイズ制限光測定で条件付けられた光放射圧によって達成される。 測定感度は、60dBの空間モードノイズを受動的に拒否する新しいミラー式光レバーの結果である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-03T20:20:38Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Limits for coherent optical control of quantum emitters in layered materials [49.596352607801784]
  2レベルシステムのコヒーレントな制御は、現代の量子光学において最も重要な課題の一つである。 我々は、六方晶窒化ホウ素中の機械的に単離された量子エミッタを用いて、共振駆動下での光遷移のコヒーレンスに影響を与える個々のメカニズムを探索する。 基礎となる物理的デコヒーレンス機構に関する新たな洞察は、システムのコヒーレント駆動が可能であるまで温度の限界を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-18T10:37:06Z)
• A zigzag optical cavity for sensing and controlling torsional motion [0.0]
  本稿では, ねじり運動を検知・操作するための新しい概念を提案する。 この概念は本質的に、以前のアプローチの多くの制限を緩和する。 この研究は、量子力学と重力の界面における実験のための新しい地平線への道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-22T11:03:18Z)
• Phononically shielded photonic-crystal mirror membranes for cavity quantum optomechanics [48.7576911714538]
  高い機械的品質係数を有する反射性サブ波長薄膜共振器を提案する。 膜が1つの終端ミラーを形成するFabry-Perot型光学キャビティを構築した。 室温からmKモード温度への最適サイドバンド冷却を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-23T04:53:04Z)
• Continuous-Wave Frequency Upconversion with a Molecular Optomechanical Nanocavity [46.43254474406406]
  分子空洞光力学を用いて、サブマイクロワット連続波信号の$sim$32THzでのアップコンバージョンを、周囲条件下で可視領域に示す。 この装置は、少数の分子を収容するプラズモンナノキャビティで構成されている。入射場は、集合分子振動を共鳴的に駆動し、可視ポンプレーザーに光力学的変調を印加する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-07T06:23:14Z)
• Lens-free Optical Detection of Thermal Motion of a Sub-millimeter Sphere Diamagnetically Levitated in High Vacuum [18.549920524271364]
  本稿では,ミリ波またはサブミリ波浮揚発振器の動作を検出するために,レンズレス光検出方式を提案する。 このシステムに基づいて、推定加速感度9.7倍10-10rm g/sqrtHz$が達成され、レビテーションされた機械システムによって報告される最高の値よりも1桁以上改善される。 この結果は、ミリメートルまたはサブミリメートルの範囲におけるエキゾチック相互作用の研究や、コンパクト重力計と加速度計の実現に潜在的な応用が期待できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-28T02:22:56Z)
• Mechanical dissipation below 1$\mu$Hz with a cryogenic diamagnetic-levitated micro-oscillator [16.2941358519469]
  磁気浮上式マイクロメカニカル発振器を低温3Kで動作させ, 消散速度を0.59 mu$Hzとした。 達成された散逸は、これまでマイクロメカニカルシステムやナノメカニカルシステムの中では最低である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-18T14:05:59Z)
• High-Frequency Gravitational-Wave Detection Using a Chiral Resonant Mechanical Element and a Short Unstable Optical Cavity [59.66860395002946]
  重力波によって誘導されるキラルな機械的要素のねじれの測定について提案する。 誘導されたねじれは、このキラル素子の上に平らな光学鏡を回転させ、入射レーザービームの偏向を引き起こす。 約10kHzの周波数で10-21/sqrtHzから10-23/sqrtHzの間で重力波ひずみの感度を推定した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-15T20:09:43Z)
• Force and acceleration sensing with optically levitated nanogram masses at microkelvin temperatures [57.72546394254112]
  本稿では,10μmの光学共振シリカ球の中心運動を50pm22 mu$Kの有効温度に冷却することを示した。 これらの条件下では、球体は1日以上はアクティブな冷却を行わず、sim 10-7$ mbar の圧力で安定に閉じ込められていることが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-29T16:20:35Z)
• High Q mg-scale monolithic pendulum for quantum-limited gravity measurements [0.0]
  重量7mgの高Q$モノリシックシリカ振り子を提示する。 振り子モードを2.2Hzで測定した$Q$は2.0times106$であった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-12-29T02:15:05Z)

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。