論文の概要: Quantum control of Nitrogen-Vacancy spin in Diamonds: Towards matter-wave interferometry with massive objects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15504v1
- Date: Thu, 21 Aug 2025 12:31:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.322231
- Title: Quantum control of Nitrogen-Vacancy spin in Diamonds: Towards matter-wave interferometry with massive objects
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素-原子価スピンの量子制御-大質量物体を用いた物質-波干渉法を目指して-
- Authors: N. Levi, O. Feldman, Y. Rosenzweig, D. Groswasser, A. Elgarat, M. Gal-Katizri, R. Folman,
- Abstract要約: 質量粒子を持つ物質波干渉計は、空間重畳原理を含む多くの基本的なアイデアをテストすることができる。
本研究は, バルクダイヤモンドおよび浮遊ダイヤモンド中の窒素空孔スピン系の量子制御に関する研究である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum mechanics (QM) and General relativity (GR), also known as the theory of gravity, are the two pillars of modern physics. A matter-wave interferometer with a massive particle can test numerous fundamental ideas, including the spatial superposition principle - a foundational concept in QM - in previously unexplored regimes. It also opens the possibility of probing the interface between QM and GR, such as testing the quantization of gravity. Consequently, there exists an intensive effort to realize such an interferometer. While several approaches are being explored, we focus on utilizing nanodiamonds with embedded spins as test particles which, in combination with Stern-Gerlach forces, enable the realization of a closed-loop matter-wave interferometer in space-time. There is a growing community of groups pursuing this path [1]. We are posting this technical note (as part of a series of seven such notes), to highlight our plans and solutions concerning various challenges in this ambitious endeavor, hoping this will support this growing community. Here we present our work on quantum control of a nitrogen-vacancy spin system in bulk diamonds and in levitated diamonds as a step towards Stern-Gerlach interferometry with levitated nanodiamonds. Our simulations show that the current state of the art for spin coherence time in nanodiamonds of a few tens of microseconds, is good enough to enable an SGI spatial splitting on the order of nanometers for an ND composed of 10^7 atoms. We would be happy to make available more details upon request.
- Abstract（参考訳）: 量子力学(QM)と一般相対性理論(GR)は、現代の物理学の2つの柱である。
質量粒子を持つ物質波干渉計は、以前に未解明の状態で空間重畳原理(QMの基本概念)を含む多くの基本的な概念をテストすることができる。
また、重力の量子化をテストするなど、QMとGRの間の界面を探索する可能性も開けている。
そのため、このような干渉計を実現するための努力が集中的に行われている。
いくつかのアプローチが検討されているが、我々はStern-Gerlach力と組み合わせて、時空におけるクローズドループ物質波干渉計の実現を可能にする試験粒子として埋め込みスピンを用いたナノダイアモンドの利用に焦点を当てている。
この道を追求するグループのコミュニティが増えている[1]。
我々は、この野心的な取り組みにおける様々な課題に関する私たちの計画と解決策を強調し、この成長するコミュニティをサポートすることを願っている。
ここでは, バルクダイヤモンドおよび浮遊ダイヤモンド中の窒素空孔スピン系の量子制御に関する研究を, 浮遊ナノダイアモンドを用いたStern-Gerlachインターフェロメトリーへのステップとして紹介する。
シミュレーションの結果,数ミリ秒のナノダイアモンドにおけるスピンコヒーレンス時間の現状は,10^7原子からなるNDのナノメートルオーダーでのSGI空間分割を可能にするのに十分であることがわかった。
リクエストに応じてさらに詳細が得られて嬉しいです。
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