論文の概要: Magnetic levitation and spatial superposition of a nanodiamond with a current-carrying chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06608v1
• Date: Sat, 10 Jan 2026 16:13:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-13 19:08:00.900186
• Title: Magnetic levitation and spatial superposition of a nanodiamond with a current-carrying chip
• Title（参考訳）: 電流担持チップを用いたナノダイヤモンドの磁気浮上と空間重ね合わせ
• Authors: Qian Xiang, Shafaq Gulzar Elahi, Andrew Geraci, Sougato Bose, Anupam Mazumdar,
• Abstract要約: 本稿では,レビテーションナノダイアモンドを用いた空間量子重ね合わせ生成のための電流搬送チップ方式を提案する。 セットアップは非常に多用途で、質量範囲10～19mm10～15mkg$のスーパーポジションを作成することを目指しています。 このセットアップは、マクロなシュルディンガー・キャット状態を作り出す可能性を探るテーブルトップ実験のための、磁気浮上型ナノ粒子のための実行可能なプラットフォームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8389169321954806
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a current-carrying-chip scheme for generating spatial quantum superpositions using a levitating nanodiamond with a built-in nitrogen-vacancy (NV) centre defect. Our setup is quite versatile and we aim to create the superposition for a mass range of $10^{-19}~{\rm kg}< m< 10^{-15}~{\rm kg}$ and a superposition size ${\cal O}(10) {\rm μm} < Δx < {\cal O}(1){\rm nm}$, respectively, in $t\leq 0.1$s, depending on the position we launch from the center of the diamagnetic trap. We provide an in-depth analysis of two parallel chips that can create levitation and spatial superposition along the $x$-axis, while producing a very tight trap in the $y$ direction, and the direction of gravity, i.e., the $z$ direction. Numerical simulations demonstrate that our setup can create a one-dimensional spatial superposition state along the x-axis. Throughout this process, the particle is stably levitated in the z-direction, and its motion is effectively confined in the y-direction for a Gaussian initial condition. This setup presents a viable platform for a diamagnetically levitated nanoparticle for a table-top experiment exploring the possibility of creating a macroscopic Schrödinger Cat state to test the quantum gravity induced entanglement of masses (QGEM) protocol.
• Abstract（参考訳）: 窒素空孔(NV)中心欠陥を内蔵した浮遊ナノダイアモンドを用いて空間量子重ね合わせを生成するための電流搬送チップ方式を提案する。 我々の設定はかなり多用途であり、ダイアマグネティックトラップの中心から打ち上げる位置に応じて、質量範囲 10^{-19}~{\rm kg}<m<10^{-15}~{\rm kg}$ と重ね合わせサイズ ${\cal O}(10) {\rm μm} < Δx < {\cal O}(1){\rm nm}$ の重ね合わせを$t\leq 0.1$s で作成することを目指している。 我々は2つの並列チップの深い解析を行い、x$軸に沿って浮力と空間的重畳を生成できると同時に、非常にタイトなトラップを$y$方向に生成し、重力方向、すなわち$z$方向を生成できる。 数値シミュレーションにより,X軸に沿った一次元空間重畳状態が生成できることが示されている。 この過程を通じて、粒子は安定にz方向で浮遊し、その運動はガウスの初期条件のためにy方向で効果的に制限される。 このセットアップは、質量の量子重力誘起絡み合い(QGEM)をテストするために、マクロスコピックなシュレーディンガー・キャット状態を作る可能性を探るテーブルトップ実験のための、磁気浮上型ナノ粒子のための実行可能なプラットフォームを提供する。

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