論文の概要: Microscopic theory of a precessing ferromagnet for ultrasensitive magnetometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00728v1
- Date: Sun, 02 Mar 2025 04:44:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 19:17:30.236857
- Title: Microscopic theory of a precessing ferromagnet for ultrasensitive magnetometry
- Title（参考訳）: 超感度磁気学のための強磁性体の微視的理論
- Authors: Xueqi Ni, Zhixing Zou, Ruvi Lecamwasam, Andrea Vinante, Dmitry Budker, Ping Koy Lam, Tao Wang, Jiangbin Gong,
- Abstract要約: 近年の研究では、浮遊強磁性体が磁力計の標準量子限界を超えることが示唆されている。
この研究は、浮遊強磁性針の必然的ダイナミクスの重要な特徴を分析し、理解するための理論モデルを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.691979861927084
- License:
- Abstract: Levitated systems have great potential in quantum sensing and exploring quantum effects at the macroscopic scale. Of particular interest are recent works suggesting that a levitated ferromagnet can beat the standard quantum limit of magnetometry. This work offers a theoretical model to analyze and understand critical features of the precessing dynamics of a levitated ferromagnetic needle, indeed much like a macrospin, in the presence of a weak magnetic field. The dynamics from the atomic scale reveals how the standard quantum limit is surpassed, thus verifying sensing advantages when compared with a collection of independent spins. Our theory further takes us to two additional experimental designs of immediate interest: measurement of the celebrated Berry phase with a precessing ferromagnetic needle and the use of its nutation motion to sense a low-frequency oscillating magnetic field. With a microscopic theory established for levitated ferromagnetic needles, future studies of macroscopic quantum effects and the associated quantum-classical transition also become possible.
- Abstract（参考訳）: 浮上系は、量子センシングとマクロスケールでの量子効果の探索に大きな可能性を秘めている。
特に興味深いのは、浮遊強磁性体が磁気学の標準的な量子限界を破ることができることを示す最近の研究である。
この研究は、弱い磁場の存在下で、実際にはマクロスピンのように、浮遊した強磁性針の必然的ダイナミクスの重要な特徴を分析し、理解する理論モデルを提供する。
原子スケールからの力学は、標準量子限界がどのように超えるかを明らかにし、独立スピンの集合と比較して知覚上の利点を検証する。
我々の理論はさらに、強磁性針による有名なベリー相の測定と、低周波振動磁界を感知するためにその栄養運動の利用という、2つの実験的な即時興味ある設計が加えられた。
浮遊強磁性針のための顕微鏡理論が確立されたことにより、マクロ的な量子効果と関連する量子-古典遷移の将来の研究も可能となった。
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