論文の概要: Optical centrifuge for nanoparticles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.16134v1
• Date: Thu, 19 Jun 2025 08:38:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-23 19:00:05.000763
• Title: Optical centrifuge for nanoparticles
• Title（参考訳）: ナノ粒子のための光遠心分離
• Authors: Peiyao Xiong, Kit Ka Kelvin Ho, J. M. H. Gosling, M. Rademacher, P. F. Barker,
• Abstract要約: 我々は,光ツイーザ内における浮遊ナノロータの回転制御のための光遠心分離器の開発について検討した。 光遠心分離器は、光学トラップを形成するために使用されるタイトな焦点の光学場の線形偏光を高速に回転させることによって生成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the creation of an optical centrifuge for the controlled rotation of levitated nanorotors within an optical tweezer. The optical centrifuge is created by rapidly rotating the linear polarization of the tightly focused optical field used to form an optical trap. We show that nanorotors, formed by anisotropic nanoparticles levitated within the trap, can be accelerated to well-defined rotational rates in excess of 100 MHz over durations of hundreds of microseconds. The initial conditions required for stable acceleration, based on optical trap properties and the anisotropic susceptibility of the nanorotor are established, and confirmed by numerical simulations. We also present initial experiments that have developed tools for the rapid angular acceleration of the polarization vector of the linearly polarized beam that is required to create the centrifuge. We show that over the acceleration durations in the 100 $\upmu$s range, high rotational speeds could be achieved in modest vacuum.
• Abstract（参考訳）: 我々は,光ツイーザ内における浮遊ナノロータの回転制御のための光遠心分離器の開発について検討した。 光遠心分離器は、光学トラップを形成するために使用されるタイトな焦点の光学場の線形偏光を高速に回転させることによって生成される。 トラップ内に浮遊する異方性ナノ粒子によって形成されるナノ回転体は, 数百マイクロ秒間における100MHz以上の回転速度で, 十分に定義された回転速度に加速できることを示す。 ナノロータの光学トラップ特性と異方性感受性に基づいて, 安定加速に必要な初期条件を確立し, 数値シミュレーションにより確認した。 また, 遠心分離に必要となる線形偏光ビームの偏光ベクトルの高速角加速度のためのツールを開発し, 実験を行った。 100$\upmu$sの範囲での加速時間を超えると、高回転速度が控えめな真空で達成できることが示される。

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