論文の概要: Voltage and power-frequency electric field measurements with Rydberg-atom interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09531v1
- Date: Sun, 13 Apr 2025 11:33:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:49:36.915436
- Title: Voltage and power-frequency electric field measurements with Rydberg-atom interferometry
- Title（参考訳）: Rydberg-atom interferometry を用いた電圧・周波数電界測定
- Authors: Yingying Han, Changfa He, Zhenxiong Weng, Peng Xu, Yanting Zhao, Tao Wang,
- Abstract要約: 原子蒸気セルに埋め込まれた電極間の電圧測定のためのRydberg-atomインターフェロメトリに基づく手法を提案する。
準静電近似値を利用して電力周波数(PF)電界測定に拡張する。
これらの進歩は、トレーサブル電圧測定と高電圧基盤近傍のPF場の非侵襲的特性に直接的な意味を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.607091812795777
- License:
- Abstract: We present a Rydberg-atom interferometry-based technique for voltage measurement between electrodes embedded in an atomic vapor cell, enabling the detection of weak voltages ($<0.1$V) and unambiguous discrimination between positive and negative polarities. This makes up for the shortcomings of measurements based on the Stark effect, which suffer from quadratic field dependence (limiting sensitivity in weak-field regimes) and incapable of distinguishing the electric field direction. Furthermore, this method extends naturally to power-frequency (PF) electric field measurements by exploiting the quasi-static approximation-valid given the PF field's characteristic timescale ($\sim10^{-2}$s) vastly exceeds the interferometric measurement duration ($\sim10^{-6}$s). Crucially, our protocol provides instantaneous PF field reconstruction, providing comprehensive information including amplitude, frequency and phase. These advancements have direct implications for traceable voltage measurements and non-invasive characterization of PF fields near high-voltage infrastructure.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,原子蒸気セルに埋め込まれた電極間の電圧測定のためのRydberg-atomインターフェロメトリーを用いて,弱電圧(<0.1$V)の検出と正極と負極のあいまいな識別を可能にする。
これはスターク効果に基づく測定の欠点を補うもので、二次場依存(弱電界状態の感度の制限)に悩まされ、電界方向の区別ができない。
さらに、PF場の特性時間スケール(\sim10^{-2}$s)がインターフェロメトリ測定期間(\sim10^{-6}$s)を大幅に超えるので、準静電近似値を利用することにより、PF電界測定に自然に拡張する(\sim10^{-6}$s)。
重要なことは、我々のプロトコルは瞬時にPFフィールドを再構築し、振幅、周波数、位相を含む包括的な情報を提供する。
これらの進歩は、トレーサブル電圧測定と高電圧基盤近傍のPF場の非侵襲的特性に直接的な意味を持つ。
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