論文の概要: Diamagnetic micro-chip traps for levitated nanoparticle entanglement experiments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02325v1
- Date: Mon, 04 Nov 2024 17:48:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 21:28:03.970310
- Title: Diamagnetic micro-chip traps for levitated nanoparticle entanglement experiments
- Title（参考訳）: 誘電体ナノ粒子エンタングルメント実験のための磁気マイクロチップトラップ
- Authors: Shafaq Gulzar Elahi, Martine Schut, Andrew Dana, Alexey Grinin, Sougato Bose, Anupam Mazumdar, Andrew Geraci,
- Abstract要約: QGEM(Quantum Gravity Mediated Entanglement)プロトコルは、非相対論的スケールで重力相互作用の量子性を探索する新しい方法を提供する。
マイクロファブリケートワイヤを用いた磁気トラップを用いてナノ粒子を捕捉し, 干渉干渉による絡み合い実験を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The Quantum Gravity Mediated Entanglement (QGEM) protocol offers a novel method to probe the quantumness of gravitational interactions at non-relativistic scales. This protocol leverages the Stern-Gerlach effect to create $\mathcal{O}(\sim \mu m)$ spatial superpositions of two nanodiamonds (mass $\sim 10^{-15}$ kg) with NV spins, which are then allowed to interact and become entangled solely through the gravitational interaction. Since electromagnetic interactions such as Casimir-Polder and dipole-dipole interactions dominate at this scale, screening them to ensure the masses interact exclusively via gravity is crucial. In this paper, we propose using magnetic traps based on micro-fabricated wires, which provide strong gradients with relatively modest magnetic fields to trap nanoparticles for interferometric entanglement experiments. The design consists of a small trap to cool the center-of-mass motion of the nanodiamonds and a long trap with a weak direction suitable for creating macroscopic superpositions. In contrast to permanent-magnet-based long traps, the micro-fabricated wire-based approach allows fast switching of the magnetic trapping and state manipulation potentials and permits integrated superconducting shielding, which can screen both electrostatic and magnetic interactions between nanodiamonds in a gravitational entanglement experiment. The setup also provides a possible platform for other tests of quantum coherence in macroscopic systems and searches for novel short-range forces.
- Abstract（参考訳）: QGEM(Quantum Gravity Mediated Entanglement)プロトコルは、非相対論的スケールで重力相互作用の量子性を探索する新しい方法を提供する。
このプロトコルは、Stern-Gerlach効果を利用して、2つのナノダイアモンド(質量$\sim 10^{-15}$ kg)とNVスピンの空間重ね合わせを$\mathcal{O}(\sim \mu m)$で生成する。
カシミール・ポルダーや双極子-双極子相互作用のような電磁相互作用がこのスケールで支配的であるため、質量が重力によってのみ相互作用することが重要である。
本稿では, マイクロファブリケートワイヤをベースとした磁気トラップを用いて, 比較的静磁場の強い勾配を与え, ナノ粒子を捕捉し, 干渉干渉による絡み合い実験を行う。
ナノダイヤモンドの中心運動を冷却する小さなトラップと、マクロな重ね合わせを作るのに適した弱い方向の長いトラップで構成されている。
永久磁石ベースの長いトラップとは対照的に、マイクロファブリケートワイヤベースのアプローチは、磁気トラップと状態操作電位の高速な切り替えを可能にし、超伝導シールドの統合を可能にし、重力的絡み合い実験においてナノダイアモンド間の静電気的相互作用と磁気的相互作用の両方を遮蔽することができる。
このセットアップはまた、マクロシステムにおける他の量子コヒーレンステストのためのプラットフォームや、新しい短距離力の探索も提供する。
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