論文の概要: TLS-induced thermal nonlinearity in a micro-mechanical resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24539v1
• Date: Wed, 31 Dec 2025 00:55:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.521112
• Title: TLS-induced thermal nonlinearity in a micro-mechanical resonator
• Title（参考訳）: マイクロメカニカル共振器におけるTLS誘起熱非線形性
• Authors: Cyril Metzger, Alec L. Emser, Brendon C. Rose, Konrad W. Lehnert,
• Abstract要約: ミリケルビン温度における薄膜水晶水晶共振器の熱誘起振幅-周波数非線形性の実験的証拠を示す。 非線形応答は、機械モードの結合からマイクロ波駆動によって平衡から引き出された微視的な2レベルシステム欠陥のアンサンブルに生じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present experimental evidence of a thermally-driven amplitude-frequency nonlinearity in a thin-film quartz phononic crystal resonator at millikelvin temperatures. The nonlinear response arises from the coupling of the mechanical mode to an ensemble of microscopic two-level system defects driven out of equilibrium by a microwave drive. In contrast to the conventional Duffing oscillator, the observed nonlinearity exhibits a mixed reactive-dissipative character. Notably, the reactive effect can manifest as either a softening or hardening of the mechanical resonance, depending on the ratio of thermal to phonon energy. By combining the standard TLS theory with a thermal conductance model, the measured power-dependent response is quantitatively reproduced and readout-enhanced relaxation damping from off-resonant TLSs is identified as the primary mechanism limiting mechanical coherence. Within this framework, we delineate the conditions under which similar systems will realize this nonlinearity.
• Abstract（参考訳）: ミリケルビン温度における薄膜水晶水晶共振器の熱誘起振幅-周波数非線形性の実験的証拠を示す。 非線形応答は、機械モードの結合からマイクロ波駆動によって平衡から引き出された微視的な2レベルシステム欠陥のアンサンブルに生じる。 従来のダッフィング発振器とは対照的に、観測された非線形性は混合反応性散逸特性を示す。 特に、反応効果は、熱とフォノンのエネルギーの比に応じて、機械共鳴の軟化または硬化として現れる。 標準TLS理論と熱伝導モデルを組み合わせることにより、測定されたパワー依存応答を定量的に再現し、非共振TLSから減衰する読み出し強化緩和を機械的コヒーレンスを制限する一次機構として同定する。 この枠組み内では、類似のシステムがこの非線形性を実現する条件を明確にする。

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