論文の概要: A magnetically levitated conducting rotor with ultra-low rotational damping circumventing eddy loss

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.09895v1
• Date: Thu, 15 May 2025 01:50:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-16 22:29:06.148618
• Title: A magnetically levitated conducting rotor with ultra-low rotational damping circumventing eddy loss
• Title（参考訳）: 渦損失を回避した超低回転減衰型磁気浮上導電性ロータ
• Authors: Daehee Kim, Shilu Tian, Breno Calderoni, Cristina Sastre Jachimska, James Downes, Jason Twamley,
• Abstract要約: 磁気浮上は、真空環境下でマクロな物体を分離するパッシブな方法を提供する。 本研究では、高真空中における軸対称磁場中における誘電体ローターの誘電率を実証する。 これは、非常に低い回転ダンピングを持つマクロな浮遊ローターを示し、ローターダンピングを完全に抑制する方法を舗装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5002873541686897
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Levitation in vacuum of macroscopic objects is key towards the development of novel types of inertial sensors and pressure sensors, as well as towards the fundamental studies of quantum mechanics and its relation to gravity. Diamagnetic levitation offers a passive method at room temperature to isolate macroscopic objects in vacuum environments, yet eddy current damping remains a critical limitation for electrically conductive materials. We show that there are situations where the motion of conductors in magnetic fields do not, in principal, produce eddy damping, and demonstrate an electrically conducting rotor diamagnetically levitated in an axially symmetric magnetic field in high vacuum. Experimental measurements and finite-element simulations reveal gas collision damping as the dominant loss mechanism at high pressures, while residual eddy damping, which arises from symmetry-breaking factors such as platform tilt or material imperfections, dominates at low pressures. This demonstrates a macroscopic levitated rotor with extremely low rotational damping, and paves the way to fully suppress rotor damping, enabling ultra-low-loss rotors for gyroscopes, pressure sensing, and fundamental physics tests.
• Abstract（参考訳）: マクロな物体の真空での浮上は、新しい種類の慣性センサーと圧力センサーの開発、および量子力学の基礎研究と重力との関係への鍵となる。 電磁浮上は、真空環境下でマクロな物体を分離するための室温での受動的方法を提供するが、渦電流減衰は導電性材料にとって重要な限界である。 磁場中における導体の動きが、主に渦減衰を生じない状況が示され、高真空中における軸対称磁場中における誘電体誘電体誘電体誘電体を磁気的に誘電することを示す。 実験と有限要素シミュレーションにより, 高圧下でのガス衝突減衰を支配的損失機構として明らかにする一方で, プラットフォーム傾きや材料不完全化などの対称性破壊要因から生じる残留渦減衰は低圧で支配的となる。 これは、非常に低い回転減衰を持つマクロな浮遊ローターを示し、ローター減衰を完全に抑制する方法を舗装し、ジャイロスコープ、圧力感知、基礎物理試験のための超低損失ローターを可能にする。

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