論文の概要: Searches for exotic spin-dependent interactions with spin sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03288v1
- Date: Wed, 04 Dec 2024 13:02:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-05 15:07:36.678322
- Title: Searches for exotic spin-dependent interactions with spin sensors
- Title（参考訳）: スピンセンサを用いたエキゾチックスピン依存相互作用の探索
- Authors: Min Jiang, Haowen Su, Yifan Chen, Man Jiao, Ying Huang, Yuanhong Wang, Xing Rong, Xinhua Peng, Jiangfeng Du,
- Abstract要約: 多くの理論は、粒子物理学の標準モデルを超えて、エキゾチックなスピン依存相互作用の存在を仮定している。
スピンベースの量子センサーは、測定精度を高めるためにスピンの量子特性を利用する。
スピンベースのセンサーは、超高感度、コンパクトなテーブルトップデザイン、費用対効果で際立っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.119883954622745
- License:
- Abstract: Numerous theories have postulated the existence of exotic spin-dependent interactions beyond the Standard Model of particle physics. Spin-based quantum sensors, which utilize the quantum properties of spins to enhance measurement precision, emerge as powerful tools for probing these exotic interactions. These sensors encompass a wide range of technologies, such as optically pumped magnetometers, atomic comagnetometers, spin masers, nuclear magnetic resonance, spin amplifiers, and nitrogen-vacancy centers. These technologies stand out for their ultrahigh sensitivity, compact tabletop design, and cost-effectiveness, offering complementary approaches to the large-scale particle colliders and astrophysical observations. This article reviews the underlying physical principles of various spin sensors and highlights the recent theoretical and experimental progress in the searches for exotic spin-dependent interactions with these quantum sensors. Investigations covered include the exotic interactions of spins with ultralight dark matter, exotic spin-dependent forces, electric dipole moment, spin-gravity interactions, and among others. Ongoing and forthcoming experiments using advanced spin-based sensors to investigate exotic spin-dependent interactions are discussed.
- Abstract（参考訳）: 多くの理論は、粒子物理学の標準モデルを超えて、エキゾチックなスピン依存相互作用の存在を仮定している。
スピンベースの量子センサーは、スピンの量子特性を利用して測定精度を高め、これらのエキゾチックな相互作用を探索するための強力なツールとして出現する。
これらのセンサーは、光学式ポンピング磁気センサ、原子磁気センサ、スピンメーザー、核磁気共鳴、スピン増幅器、窒素空洞センターなど、幅広い技術を含んでいる。
これらの技術は、超高感度でコンパクトなテーブルトップ設計とコスト効率に優れており、大規模粒子衝突器と天体物理観測の相補的なアプローチを提供している。
本稿では、様々なスピンセンサの基礎となる物理原理を概説し、これらの量子センサとのエキゾチックスピン依存相互作用の探索における最近の理論的および実験的進歩を取り上げる。
研究対象には、超軽い暗黒物質とのスピンのエキゾチック相互作用、エキゾチックなスピン依存力、電気双極子モーメント、スピン-重力相互作用などが含まれる。
先進的なスピンベースセンサーによるエキゾチックスピン依存相互作用の研究と今後の実験について論じる。
関連論文リスト
- Spin-dependent exotic interactions [4.843592441369881]
自然界における4つの既知の基本的な力を超えた新しい相互作用は、「5番目の力」として表される標準モデルを超えた「新しい物理学」によって生じる可能性がある。
このレビューでは、スピン-0軸索や軸索状粒子、スピン-1 Z'ボソン、ダーク光子、パラフォトンなどのエキゾチックなボソンを介するスピン依存第5の力に焦点を当てている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-28T10:28:36Z) - Exotic Spin-dependent Energy-level Shift Noise Induced by Thermal Motion [7.890042560497392]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-11T12:12:43Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor [50.591267188664666]
特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。
我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z) - Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single
qubit sensor [62.997667081978825]
ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。
この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。
我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z) - Quantum Sensors for High Precision Measurements of Spin-dependent
Interactions [47.187609203210705]
近年,量子情報科学のための実験手法や技術が急速に進歩している。
スピンベースの量子センサーは、無数の現象を探索するのに使うことができる。
スピンベースの量子センサーは、粒子衝突器や大規模粒子検出器を補完する基礎物理学のテストのための方法論を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-17T17:36:48Z) - Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin
bath [55.41644538483948]
スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。
窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。
我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z) - Spin-mechanics with nitrogen-vacancy centers and trapped particles [0.0]
固相中での粒子と電子スピンの相互作用を利用したスピン力学の分野における最近の実験的研究を概説する。
我々の焦点は、現在の実験に近い理論的な背景と、これらのシステムが潜在能力を解き放つための実験的な限界に焦点を当てています。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-20T20:43:24Z) - Search for exotic spin-dependent interactions with a spin-based
amplifier [6.561459339607202]
スピンベース増幅器によるエキゾチックスピンおよび速度依存相互作用を探索する。
我々の限界は、以前の実験と比べて少なくとも2桁の精度向上を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-29T02:32:35Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z)
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。