論文の概要: Free expansion of a charged nanoparticle via electrostatic compensation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17503v1
- Date: Mon, 22 Sep 2025 08:33:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.299048
- Title: Free expansion of a charged nanoparticle via electrostatic compensation
- Title（参考訳）: 静電補償による荷電ナノ粒子のフリー展開
- Authors: David Steiner, Yaakov Y. Fein, Gregor Meier, Stefan Lindner, Paul Juschitz, Mario A. Ciampini, Markus Aspelmeyer, Nikolai Kiesel,
- Abstract要約: 自由進化は単純だが効果的な拡張スキームであるが、平均変位を避けるためには正確な力補償が必要である。
ここでは, 静電気補償技術を用いて, 3次元における有意な平均変位を伴わずに自由な進化を可能にする。
荷電粒子を用いた100マイクロ秒自由進化時間を実現するため, 力のクロストークをマッピングし, 補正し, 環境帯電状態を制御する方法を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24151234806862096
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Coherent wavepacket expansion is a key component of recent proposals aiming to create non-classical states of a levitated dielectric nanoparticle. Free evolution, i.e., releasing the particle from its harmonic trapping potential and allowing its position variance to grow, is a simple but effective expansion scheme, but requires accurate force compensation to avoid significant mean displacements of the wavepacket during the free evolution. Here, using an optical trap-release-recapture sequence, we demonstrate an electrostatic compensation technique that enables free evolution without significant mean displacement in 3D, successfully compensating both gravity and stray electric fields. To achieve 100 microsecond free evolution times with charged particles, we developed methods to map and correct for force cross-talk, as well as to control the environmental charge state. Combined with a low decoherence environment, our approach enables the preparation of largely delocalized states without the need for long freefall trajectories or a low-gravity environment.
- Abstract（参考訳）: コヒーレントウェーブパケット展開は、誘電体ナノ粒子の古典的でない状態を作り出すことを目的とした最近の提案の重要な構成要素である。
自由進化、すなわち、粒子をハーモニックトラップ電位から放出し、その位置分散を成長させることは、単純だが効果的な拡張スキームであるが、自由進化の間、ウェーブパケットのかなりの平均変位を避けるために正確な力補償を必要とする。
ここでは, 光学トラップ・リリース・キャプチャー・シーケンスを用いて, 静電補償法を用いて, 3次元における有意な平均変位を伴わずに自由な進化を可能とし, 重力場と成層電界の補償に成功した。
荷電粒子を用いた100マイクロ秒自由進化時間を実現するため, 力のクロストークをマッピングし, 補正し, 環境帯電状態を制御する方法を開発した。
低デコヒーレンス環境と組み合わさって, 長期自由落下軌道や低重力環境を必要とせず, ほぼ非局在状態の調製が可能となる。
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