論文の概要: Rotational stability in nanorotor and spin contrast in one-loop interferometry in the Stern-Gerlach setup

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15335v1
• Date: Thu, 19 Dec 2024 19:04:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 16:23:38.876963
• Title: Rotational stability in nanorotor and spin contrast in one-loop interferometry in the Stern-Gerlach setup
• Title（参考訳）: Stern-Gerlachセットアップにおける1ループ干渉計におけるナノロータとスピンコントラストの回転安定性
• Authors: Ryan Rizaldy, Tian Zhou, Sougato Bose, Anupam Mazumdar,
• Abstract要約: 本稿では, スピン埋め込みナノ回転子のためのナノ粒子回転動力学について述べる。 すべてのオイラー角の量子進化が干渉によるスピンコヒーレンス損失をもたらすかを研究する。 特に、磁場の方向に沿って回転を与えることにより、ナノロータのリブレーションモードを安定化できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.35195226981922
• License:
• Abstract: The rotation of a nanoparticle in a quantum system has many applications, from theory to experiments. This paper will treat nanoparticle rotational dynamics for spin-embedded nanorotors. We will model it as a rigid body that properly treats the rotation in the co-frame of the nanorotor in the presence of external fields. Besides rotation, we will further investigate how to create large spatial superpositions in the inhomogeneous external magnetic field, such as in the case of the Stern-Gerlach apparatus. The spin-embedded nanorotors play a crucial role in creating matter-wave interferometers through their spin and external magnetic field interaction Hamiltonian. We aim to provide a holistic interpretation of the dynamics of three Euler angles, their quantum evolution, and the nanorotor's spatial motion in a Stern-Gerlach-type setup where we will consider one-full-loop interferometry. We will then study how the quantum evolution of all the Euler angles leads to a spin coherence loss upon interference and what manifests the Einstein-de Haas effect in an external magnetic field. In particular, we show that by imparting rotation along the direction of the magnetic field, we can stabilise the nanorotor's libration mode. We will also extend our analysis to a case where the initial state of the libration mode is thermal and discuss the contrast loss due to interference of the nanorotor upon one-loop completion.
• Abstract（参考訳）: 量子系におけるナノ粒子の回転は、理論から実験まで多くの応用がある。 本稿では, スピン埋め込みナノ回転子のためのナノ粒子回転動力学について述べる。 我々は、外部磁場の存在下でナノロータのコフレームの回転を適切に扱う剛体としてモデル化する。 回転の他に、Stern-Gerlach 装置のように、不均一な外部磁場において大きな空間重ね合わせを作る方法についても検討する。 スピン埋め込みナノローターは、スピンと外部磁場相互作用ハミルトニアンを介して物質波干渉計を作成する上で重要な役割を担っている。 本研究では, 3つのオイラー角の力学, 量子進化, ナノロータの空間運動を, ワンフルループ干渉法を考慮に入れたStern-Gerlach型セットアップで総合的に解釈することを目的とする。 次に、すべてのオイラー角の量子進化が干渉によるスピンコヒーレンス損失と、外部磁場におけるアインシュタイン・ド・ハース効果を示すものについて研究する。 特に、磁場の方向に沿って回転を与えることにより、ナノロータのリブレーションモードを安定化できることを示す。 また,リブレーションモードの初期状態が熱的である場合にまで解析を拡張し,ナノロータの干渉によるコントラスト損失を1ループ完了時に議論する。

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