論文の概要: 1-milligram torsional pendulum for experiments at the quantum-gravity interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.09445v3
• Date: Sat, 19 Apr 2025 09:37:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-22 21:38:34.485878
• Title: 1-milligram torsional pendulum for experiments at the quantum-gravity interface
• Title（参考訳）: 量子重力界面における実験のための1ミリグラムねじり振り子
• 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を18Hzで動作させる。 室温から240マイクロケルビンの運動をレーザーで冷却し、最も寒い運動を20倍以上超えた。 この冷却により、振り子の正当な量子コヒーレンス長が向上し、テーブルトップ実験でベンチマークされた最も高い量子重力のフィギュア・オブ・メリットを達成する。
• 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: Probing the possibility of entanglement generation through gravity offers a path to tackle the question of whether gravitational fields possess a quantum mechanical nature. A potential realization necessitates systems with low-frequency dynamics at an optimal mass scale, for which the microgram-to-milligram range is a strong contender. Here, after refining a figure-of-merit for the problem, we present a 1-milligram torsional pendulum operating at 18 Hz. We demonstrate laser cooling its motion from room temperature to 240~microkelvins, surpassing by over 20-fold the coldest motions attained for oscillators ranging from micrograms to kilograms. The cooling boosts the pendulum's feeble quantum coherence length, achieving the highest quantum-gravity figure-of-merit benchmarked for a table-top experiment, ranking second only to LIGO. The current approach shows a large improvement potential compared to many systems, positioning milligram-scale torsional pendulums as a prominent platform to pursue for exploring quantum aspects of gravity.
• Abstract（参考訳）: 重力による絡み合いの発生の可能性を示すことは、重力場が量子力学的性質を持つかどうかという問題に取り組むための道となる。 ポテンシャル実現は、マイクログラムからミリグラムの範囲が強い競合相手である最適な質量スケールでの低周波力学を持つシステムを必要とする。 ここでは、18Hzで動作する1ミリグラムのねじり振り子を提示する。 我々は, マイクログラムからキログラムまでの発振器で得られた最も冷たい運動を20倍以上に超え, 室温から240〜マイクロケルビンの運動をレーザーで冷却することを示した。 この冷却により、振り子の正当な量子コヒーレンス長が向上し、テーブルトップ実験でベンチマークされた最も高い量子重力のフィギュア・オブ・メリットを達成し、LIGOにランキング2位となる。 現在のアプローチは、重力の量子的側面を探求するための重要なプラットフォームとしてミリグラムスケールのねじり振り子を位置づけ、多くのシステムと比較して大きな改善可能性を示している。

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