論文の概要: An Optomechanical Accelerometer Search for Ultralight Dark Matter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.12175v1
- Date: Mon, 15 Sep 2025 17:38:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.430846
- Title: An Optomechanical Accelerometer Search for Ultralight Dark Matter
- Title（参考訳）: 超軽量暗黒物質の光学的加速度計探索
- Authors: M. Dey Chowdhury, J. P. Manley, C. A. Condos, A. R. Agrawal, D. J. Wilson,
- Abstract要約: キャビティオプティメカカル加速度計を用いて39kHz付近の音響周波数で超軽量ダークマターの共振探索を行う。
ダークマター信号の証拠は見つからず、同値原理の実験によって設定された弦的境界より数桁上の通常の物質との結合上の上限を推測する。
- 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 use a cavity optomechanical accelerometer to perform a resonant search for ultralight dark matter at acoustic frequencies near 39 kHz (a particle mass of $0.16$ neV/$c^2$). The accelerometer is based on a Si$_3$N$_4$ membrane, cryogenically cooled to 4 K, with photothermal heating employed to scan the resonance frequency by $10^2$ detector linewidths. Leveraging shot-noise-limited displacement readout and radiation pressure feedback cooling, we realize an acceleration resolution of $\sim 10\;\text{n}g_0/\sqrt{\text{Hz}}$ over a bandwidth of $30$ Hz near the fundamental test mass resonance. We find no evidence of a dark matter signal and infer an upper bound on the coupling to normal matter that is several orders of magnitude above the stringent bounds set by equivalence principle experiments. We outline a path toward novel dark matter constraints in future experiments by exploiting arrays of mass-loaded optomechanical sensors at lower temperature probed with distributed squeezed light.
- Abstract（参考訳）: 音響周波数39kHz(粒子質量0.16$ neV/$c^2$)付近で超軽量ダークマターの共振探索を行う。
加速度計はSi$_3$N$_4$膜に基づいており、低温で4Kに冷却され、光熱加熱によって共鳴周波数を10^2$検出器線幅で走査する。
ショットノイズに制限された変位リードアウトと放射圧フィードバック冷却を利用して、基本質量共鳴近傍の30ドルHzの帯域上で、$\sim 10\;\text{n}g_0/\sqrt{\text{Hz}}$の加速度分解能を実現する。
ダークマター信号の証拠は見つからず、同値原理の実験によって設定された弦的境界より数桁上の通常の物質との結合上の上限を推測する。
我々は, 質量負荷光センサのアレイを分散励起光で探索した低温下で利用することにより, 将来の実験における新しいダークマター制約への道筋を概説する。
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