論文の概要: A Rotating-Wave Comagnetometer Detector for Particle Physics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16360v1
- Date: Mon, 21 Oct 2024 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:27:15.661943
- Title: A Rotating-Wave Comagnetometer Detector for Particle Physics
- Title（参考訳）: 粒子物理学用回転波磁気センサ
- Authors: Itay M. Bloch, Or Katz,
- Abstract要約: 我々は、目標信号に対する高感度を維持しながら、可変周波数での磁気ノイズを抑制する技術を開発した。
この研究は、新しい物理を探すことを目的とした新しいテーブルトップ実験の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1510009152620668
- License:
- Abstract: Many extensions of the Standard Model propose the existence of new particles or forces, aiming to answer mysteries such as the identity of the elusive dark matter. Atomic-based detectors are at the forefront of technologies designed to search for these particles or forces through their couplings to fermions, enabling the testing of well-motivated models, such as axion-like particles, which could form dark matter. These detectors also probe new long-range interactions between the detectors and spin-polarized objects, as well as interactions mediated by light particles that break CP symmetry, introducing a coupling between the detector and an unpolarized object. However, the sensitivity of these detectors is often constrained by magnetic noise, limiting their effectiveness to a narrow region of parameter space. We propose and develop a technique, which we name the Rotating Wave comagnetometer (RoW comag), that can suppress magnetic noise at tunable frequencies while maintaining high sensitivity to target signals, significantly expanding the potential reach of these detectors. We analyze its operation for testing various extensions to the Standard Model and show how it could improve current sensitivities by several orders of magnitude. This work paves the way for a new class of tabletop experiments aimed at searching for new physics, including the exploration of well-motivated axion-like particle dark matter models at higher masses than previously attainable.
- Abstract（参考訳）: 標準模型の多くの拡張は、暗黒物質の同一性のような謎に答えることを目的として、新しい粒子や力の存在を提案する。
原子ベースの検出器は、これらの粒子を探索したり、それらの結合を通じてフェルミオンに力を加えるように設計された技術の最前線にある。
これらの検出器はまた、検出器とスピン偏極物体の間の新しい長距離相互作用や、CP対称性を破る光粒子を介する相互作用を探索し、検出器と非偏極物体との結合を導入する。
しかし、これらの検出器の感度はしばしば磁気ノイズによって制約され、その効果はパラメータ空間の狭い領域に制限される。
本研究では、目標信号に対する高感度を維持しながら、可変周波数での磁気ノイズを抑えることができる回転波磁気センサ(RoW comagnetometer, Rotating Wave comagnetometer, RoW comag)を提案する。
標準モデルに対する様々な拡張をテストするための動作を分析し、現在の感度を何桁も改善できるかを示す。
この研究は、新しい物理を探すことを目的とした、新しい種類のテーブルトップ実験の道を開く。
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