論文の概要: Measuring Casimir Force Across a Superconducting Transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.10579v1
• Date: Mon, 14 Apr 2025 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 22:05:55.381780
• Title: Measuring Casimir Force Across a Superconducting Transition
• Title（参考訳）: 超伝導遷移におけるカシミール力の測定
• Authors: Minxing Xu, Robbie J. G. Elbertse, Ata Keşkekler, Giuseppe Bimonte, Jinwon Lee, Sander Otte, Richard A. Norte,
• Abstract要約: カシミールの力は超伝導遷移の中でどのように振る舞うかは未解明のままである。 この問題は、電子物理学、量子重力、高温超伝導に影響を及ぼす。 ここでは、これらの課題を克服するオンチップ超伝導プラットフォームを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.456131895610858
• License:
• Abstract: The Casimir effect and superconductivity are foundational quantum phenomena whose interaction remains an open question in physics. How Casimir forces behave across a superconducting transition remains unresolved, owing to the experimental difficulty of achieving alignment, cryogenic environments, and isolating small changes from competing effects. This question carries implications for electron physics, quantum gravity, and high-temperature superconductivity. Here we demonstrate an on-chip superconducting platform that overcomes these challenges, achieving one of the most parallel Casimir configurations to date. Our microchip-based cavities achieve unprecedented area-to-separation ratio between plates, exceeding previous Casimir experiments by orders of magnitude and generating the strongest Casimir forces yet between compliant surfaces. Scanning tunneling microscopy (STM) is used for the first time to directly detect the resonant motion of a suspended membrane, with subatomic precision in both lateral positioning and displacement. Such precision measurements across a superconducting transition allow for the suppression of all van der Waals, electrostatic, and thermal effects. Preliminary measurements suggest superconductivity-dependent shifts in the Casimir force, motivating further investigation and comparison with theories. By uniting extreme parallelism, nanomechanics, and STM readout, our platform opens a new experimental frontier at the intersection of Casimir physics and superconductivity.
• Abstract（参考訳）: カシミール効果と超伝導は基礎的な量子現象であり、相互作用は物理学において未解決の問題である。 カシミールの力は、アライメント、低温環境、および競合する効果から小さな変化を分離するという実験的な困難のために、超伝導転移の中でどのように振る舞うかは未解決のままである。 この問題は、電子物理学、量子重力、高温超伝導に影響を及ぼす。 ここでは、これらの課題を克服し、これまでで最も並列なカシミール構成の1つを達成する、オンチップ超伝導プラットフォームを実証する。 我々のマイクロチップベースのキャビティは、プレート間における前例のない面積分離比を達成し、以前のカシミール実験を桁違いに上回り、適合面間の最も強いカシミール力を生み出す。 走査型トンネル顕微鏡(STM)は、懸濁膜の共鳴運動を直接検出するために初めて用いられる。 このような超伝導遷移における精密測定は、全てのファンデルワール、静電気、熱効果の抑制を可能にする。 予備的な測定は、カシミール力の超伝導依存的なシフトを示唆し、さらなる研究と理論との比較を動機付けている。 極並列性、ナノメカニクス、STMの読み出しを統一することにより、我々のプラットフォームはカシミール物理学と超伝導の交点に新しい実験的なフロンティアを開く。

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