論文の概要: Coherent Feedback Cooling of an Ultracoherent Phononic-Crystal Membrane at Room Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20902v1
• Date: Wed, 20 May 2026 08:43:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.577351
• Title: Coherent Feedback Cooling of an Ultracoherent Phononic-Crystal Membrane at Room Temperature
• Title（参考訳）: 室温における超コヒーレントフォトニック結晶膜のコヒーレントフィードバック冷却
• Authors: Luiz Couto Correa Pinto Filho, Yingxuan Chen, Frederik Werner Isaksen, Daniel Allepuz-Requena, Angelo Manetta, Dennis Henneberg Høj, Ulrich Busk Hoff, Alexander Huck, Ulrik Lund Andersen,
• Abstract要約: 超コヒーレント密度フォノン結晶膜を用いたコヒーレントフィードバック冷却(CFC)を実験的に実証した。 その結果,CFCは室温で高Q$膜に接近する可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.458406135473805
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optomechanical systems provide a versatile platform for precision measurements and investigations of fundamental physics, where bringing macroscopic resonators into the quantum regime is a widely pursued goal. Achieving such quantum behavior of solid-state mechanical resonators at room temperature would greatly broaden their applications by removing the need for cryogenic environments. Reaching this goal requires efficient cooling of mechanical motion, among various laser cooling methods, dynamical backaction cooling (DBC) is widely utilized in experiments but fundamentally limited when operating in the sideband-unresolved regime. Coherent feedback cooling (CFC) can overcome this limitation, while avoiding state collapse and the electronic restrictions inherent to measurement-based feedback. Here, we experimentally demonstrate CFC using an ultracoherent density phononic crystal membrane. By combining CFC with strong DBC in a relatively narrow cavity, we achieve a phonon occupation reduction from $5.5\times10^{6}$ to $166\pm7$, corresponding to a cooling factor of $3.3\times10^{4}$ at room temperature, even with current experimental limitations. Our results show the potential of CFC for approaching the ground state of high-$Q$ membranes at room temperature.
• Abstract（参考訳）: オプトメカニカルシステムは、量子状態にマクロ共振器を組み込むという、基礎物理学の精密測定と研究のための汎用的なプラットフォームを提供する。 このような固体機械共振器の室温での量子的挙動を達成することは、低温環境の必要性を取り除き、その応用を大きく広げることになる。 この目標を達成するには、様々なレーザー冷却法の中で機械的運動の効率的な冷却が必要であるが、動的バックアクション冷却(DBC)は実験で広く利用されるが、サイドバンド未解決状態において動作する際には基本的に制限される。 コヒーレントフィードバック冷却(CFC)は、状態崩壊と測定に基づくフィードバックに固有の電子的制約を回避しつつ、この制限を克服することができる。 そこで我々は,超コヒーレント密度フォノン結晶膜を用いてCFCを実験的に実証した。 CFCと強いDBCを比較的狭い空洞で組み合わせることで、現在の実験的な制限にもかかわらず、室温での冷却係数が3.3\times10^{4}$に相当する5.5\times10^{6}$から166\pm7$にフォノンの占有が減少する。 その結果,CFCは室温で高Q$膜に接近する可能性が示唆された。

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