論文の概要: Search for Dark Matter Scattering from Optically Levitated Nanoparticles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00815v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 17:49:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.976785
- Title: Search for Dark Matter Scattering from Optically Levitated Nanoparticles
- Title（参考訳）: 光浮上ナノ粒子からのダークマター散乱の探索
- Authors: Yu-Han Tseng, T. W. Penny, Benjamin Siegel, Jiaxiang Wang, David C. Moore,
- Abstract要約: 通過する粒子状ダークマターの散乱から生じる運動量移動を探索する。
また、暗黒物質信号を背景から分離するために、これらのセンサの本来の方向感度を利用する能力を示す。
ここで開発された技術の今後の拡張により、既存のサーチを超える数桁の感度に到達可能な、軽い暗黒物質と巨大なニュートリノの探索が可能になる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3445048453161086
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The development of levitated optomechanics has enabled precise force sensors that operate in the quantum measurement regime, opening up unique opportunities to search for new physics whose weak interactions may have evaded existing sensors. We demonstrate the detection of impulsive forces acting on optically levitated nanoparticles, where the dominant noise source is provided by measurement backaction. Using these sensors, we search for momentum transfers that may originate from scattering of passing particle-like dark matter. For dark matter that couples to Standard Model neutrons via a generic long-range interaction, this search constrains a range of models in the mass range 1-$10^7~\mathrm{GeV/}c^2$, placing upper limits on single neutron coupling strength as low as $\leq 1 \times 10^{-7}$ at the 95% confidence level. We also demonstrate the ability of using the inherent directional sensitivity of these sensors to separate possible dark matter signals from backgrounds. Future extensions of the techniques developed here can enable searches for light dark matter and massive neutrinos that can reach sensitivity several orders of magnitude beyond existing searches.
- Abstract（参考訳）: 浮遊光力学の開発により、量子測定システムで作動する精密な力センサが実現され、弱い相互作用が既存のセンサーを回避したかもしれない新しい物理学を探索するユニークな機会が開かれた。
本稿では,光浮上型ナノ粒子に作用するインパルス力の検出を実証する。
これらのセンサを用いて粒子状暗黒物質の散乱に起因する運動量移動を探索する。
一般的な長距離相互作用を介して標準模型中性子と結合するダークマターの場合、この探索は質量範囲 1-$10^7~\mathrm{GeV/}c^2$ のモデルの範囲を制限し、単一中性子結合強度の上限を 95% の信頼度で$\leq 1 \times 10^{-7}$ とする。
また、暗黒物質信号を背景から分離するために、これらのセンサの本来の方向感度を利用する能力を示す。
ここで開発された技術の今後の拡張により、既存のサーチを超える数桁の感度に到達可能な、軽い暗黒物質と巨大なニュートリノの探索が可能になる。
関連論文リスト
- Mechanical Sensors for Ultraheavy Dark Matter Searches via Long-range Forces [0.0]
メカニカルセンサを用いたプランクスケール周辺での暗黒物質候補探索の道を探る。
これらのダークマター粒子は、機械的センサーアレイの符号として軌道を残すことが期待されている。
統計的手法を用いて,このようなトラックを効果的に探索できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-14T17:59:03Z) - A New Bite Into Dark Matter with the SNSPD-Based QROCODILE Experiment [55.46105000075592]
低エネルギー(QROCODILE)におけるダークマターインシデントのための量子分解能線極低温観測による最初の結果を示す。
QROCODILE実験では、暗黒物質散乱と吸収の標的とセンサーとして、マイクロワイヤベースの超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)を使用している。
サブMeVダークマター粒子と30keV以下の質量との相互作用に関する新たな世界的制約を報告した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-20T19:00:00Z) - A Rotating-Wave Comagnetometer Detector for Particle Physics [1.1510009152620668]
我々は、目標信号に対する高感度を維持しながら、可変周波数での磁気ノイズを抑制する技術を開発した。
この研究は、新しい物理を探すことを目的とした新しいテーブルトップ実験の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-21T18:00:01Z) - Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection [103.69390312201169]
超伝導量子ビットに基づくデバイスは、量子非劣化測定(QND)による数GHz単一光子の検出に成功している。
本研究では,Qub-ITの超伝導量子ビットデバイスの実現に向けた状況を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-08T17:11:42Z) - Quantum Science and the Search for Axion Dark Matter [91.3755431537592]
ダークマターパズルは現代の物理学において最も重要なオープン問題の一つである。
多数の精密実験が、アクシオンのようなダークマターの3つの非重力相互作用を探索している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-24T02:52:56Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Towards directional force sensing in levitated optomechanics [0.0]
機械的相互相関スペクトル$S_xy(omega)$が新たな可能性をもたらすことを示す。
我々はこれを顕微鏡でガス電流を検出するために分析するが、広帯域指向の力で十分である。
量子状態の近傍では、量子ショットノイズのインプレクションの関連効果により、$x-y$のインプレクションが定量化される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-18T21:03:00Z) - Quantum Sensors for High Precision Measurements of Spin-dependent
Interactions [47.187609203210705]
近年,量子情報科学のための実験手法や技術が急速に進歩している。
スピンベースの量子センサーは、無数の現象を探索するのに使うことができる。
スピンベースの量子センサーは、粒子衝突器や大規模粒子検出器を補完する基礎物理学のテストのための方法論を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-17T17:36:48Z) - Single Phonon Detection for Dark Matter via Quantum Evaporation and
Sensing of $^3$Helium [0.0]
本研究では, スピンコヒーレンス追跡による脱離現象の検出のために, フォノン支援型量子蒸発法と量子センサを組み合わせたアプローチを提案する。
提案するダークマターセンサの目的は, keV/c$2$の質量範囲でダークマター粒子を検出するために, 希少な相互作用において, パラメータ空間をエネルギー移動に拡張することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-03T16:30:23Z) - A background-free optically levitated charge sensor [50.591267188664666]
本稿では,浮動小数点物体を用いたセンサの性能を制限した双極子モーメント相互作用をモデル化し,除去する新しい手法を提案する。
実演として、これは電子のそれよりはるかに低い、未知の電荷の探索に適用される。
この手法の副産物として、浮遊物体の電磁特性を個別に測定することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-20T08:16:28Z) - Coherent scattering of low mass dark matter from optically trapped
sensors [0.0]
本研究では, 捕捉された物体からの散乱による運動量反コイルによる低質量暗黒物質粒子の探索を提案する。
提案手法では,fg質量センサの配列が緩やかな場合でも,既存の実験範囲を超えるパラメータ空間を探索できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-05T16:33:36Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。