論文の概要: Cryogenic pressure sensing with an ultrafast Meissner-levitated microrotor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24964v2
• Date: Wed, 01 Oct 2025 14:23:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-02 14:33:21.816983
• Title: Cryogenic pressure sensing with an ultrafast Meissner-levitated microrotor
• Title（参考訳）: 超高速マイスナー浮上マイクロロータによる極低温圧力センサ
• Authors: Joel K Jose, Andrea Marchese, Marion Cromb, Hendrik Ulbricht, Andrejs Cebers, Ping Koy Lam, Tao Wang, Andrea Vinante,
• Abstract要約: 磁気浮上式回転ローターはジャイロスコープによるナビゲーション、フライホイールによるエネルギー貯蔵、ターボ分子ポンプによる超高真空発生、プロセス制御のための圧力感知などの技術において重要な要素である。 我々は,4.2ケルビンでマイスナー効果によって浮遊するマイクロマグネットをベースとした回転ローターによる広範囲圧力センシングを実演した。 超低トルクノイズで実現される量子力学や重力を含む基礎科学の探索に、浮上ローターを用いることを想定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9038965090729443
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magnetically levitated spinning rotors are key elements in important technologies such as navigation by gyroscopes, energy storage by flywheels, ultra-high vacuum generation by turbomolecular pumps, and pressure sensing for process control. However, mechanical rotors are typically macroscopic and limited to room temperature and low rotation frequencies. In particular, sensing pressure at low temperatures remains a technological challenge, while emerging quantum technologies demand a precise evaluation of pressure conditions at low temperatures to cope with quantum-spoiling decoherence. To close this gap, we demonstrate wide range pressure sensing by a spinning rotor based on a micromagnet levitated by the Meissner effect at 4.2 Kelvin. We achieve rotational speeds of up to 138 million rotations per minute, resulting in very high effective quality factors, outperforming current platforms. Beside sensing applications, we envision the use of levitated rotors for probing fundamental science including quantum mechanics and gravity, enabled by ultralow torque noise.
• Abstract（参考訳）: 磁気浮上式回転ローターはジャイロスコープによるナビゲーション、フライホイールによるエネルギー貯蔵、ターボ分子ポンプによる超高真空発生、プロセス制御のための圧力感知といった重要な技術において重要な要素である。 しかし、メカニカルローターは通常マクロ的であり、室温とローテーション周波数に制限される。 特に、低温での圧力感知は技術的課題であり、新興の量子技術は、量子スコリングデコヒーレンスに対処するために、低温での圧力条件の正確な評価を要求する。 このギャップを埋めるために,Meissner効果により4.2ケルビンで浮遊するマイクロマグネットをベースとした回転ローターによる広範囲圧力センシングを行った。 我々は、毎分最大1億1800万回転の回転速度を達成し、その結果、非常に効率的な品質要因となり、現在のプラットフォームより優れています。 センサ応用の他に、超低トルクノイズによって実現される量子力学や重力を含む基礎科学の探索に、浮遊ローターの使用を想定する。

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