論文の概要: Magnetotactic bacterial populations studied with a Pound-Drever-Hall atomic magnetometer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.09419v1
- Date: Fri, 10 Oct 2025 14:21:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 00:38:49.205725
- Title: Magnetotactic bacterial populations studied with a Pound-Drever-Hall atomic magnetometer
- Title（参考訳）: Pound-Drever-Hall原子磁気センサを用いた細菌群の研究
- Authors: María Hernández Ruiz, Christopher Kiehl, Vito Giovanni Lucivero, Morgan W. Mitchell,
- Abstract要約: パウンドド・ドレーバー・ホール(PDH)技術を用いてスピン偏光をモニタする光ポンピング磁気センサを実演する。
光フォトンショットノイズによって制限された22.2pT/sqrt(Hz)のノイズフロア、平均時間tu 0.2sの30.8pT/sqrt(Hz)/sqrt(tau)の短期不安定性を示す。
OPMを応用して, 磁場中における磁気細菌(Magnetospirillum gryphiswaldense, MSR-1)の配向性について検討した。
- 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 demonstrate an optically pumped magnetometer that monitors spin polarization using Pound Drever Hall (PDH) technique. The instrument exhibits a noise floor of 22.2 pT/sqrt(Hz) limited by optical photon shot noise, short-term instability of 30.8 pT/sqrt(Hz)/sqrt({\tau}) for averaging times {\tau} < 0.2 s , instability below 70 pT for 0.2 s < {\tau} < 20 s and a minimum instability of 47 pT at {\tau} = 6 s. We apply the OPM to investigate the ability of magnetotactic bacteria (Magnetospirillum gryphiswaldense, MSR-1) to orient in externally applied magnetic fields. Observing an opaque, concentrated suspension, we detect deviations from exponential relaxation dynamics on second time-scales, which give information about the dispersion of bacterial magnetic moment and rotational damping coefficient. These parameters are observed to evolve as the population further concentrates due to evaporation and settling. To our knowledge, this is the first time such magnetic inhomogeneities and long-term relaxation deviations have been directly observed. This study showcases both the sensitivity and stability of our OPM and its potential for probing biophysical processes.
- Abstract（参考訳）: パウンドド・ドレーバー・ホール(PDH)技術を用いてスピン偏光をモニタする光ポンピング磁気センサを実演する。
この装置は、光フォトンショットノイズによって制限された22.2 pT/sqrt(Hz)のノイズフロア、平均時間 {\tau} < 0.2 s の30.8 pT/sqrt(Hz)/sqrt({\tau})の短期不安定、0.2 s < {\tau} < 20 sの70 pT未満の不安定性、tau} = 6 sの47 pTの最小不安定性を示す。
OPMを応用して, 磁場中における磁気細菌(Magnetospirillum gryphiswaldense, MSR-1)の配向性について検討した。
不透明で集中した懸濁液を観察し, 2次時間スケールでの指数緩和力学からの偏差を検出し, 細菌の磁気モーメントの分散と回転減衰係数について情報を与える。
これらのパラメータは、蒸発と沈降により人口がさらに集中するにつれて進化することが観察される。
我々の知る限り、磁気的不均一性と長期緩和偏差が直接観測されたのはこれが初めてである。
本研究は,OPMの感度と安定性および生体物理過程の探索の可能性を示す。
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