論文の概要: Simulation of Axion-Induced Electromagnetic Signal Detection Using Plasmonic Metasurfaces and Diamond NV Centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00068v1
- Date: Tue, 30 Jun 2026 17:27:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.605647
- Title: Simulation of Axion-Induced Electromagnetic Signal Detection Using Plasmonic Metasurfaces and Diamond NV Centers
- Title（参考訳）: プラズモニック・メタサイトとダイヤモンドNV中心を用いた放射誘起電磁信号検出のシミュレーション
- Abstract要約: この軸は、弱い相互作用を持つダークマターの強い候補である。
高感度実験と天体物理観測により、軸イオン質量と光子結合パラメータ空間のかなりの部分が除外されている。
高い質量範囲 0.01-1eV におけるアクチオンの存在を THz 周波数でのアクチオン場振動とほぼ一致するように探す上での課題が残っている。
- 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: The axion represents a strong candidate for weakly interacting dark matter. To date, high sensitivity lab based experiments and astrophysical observations have ruled out a substantial part of the axion mass and photon coupling parameter space. However, a challenge remains in searching for the presence of the axion in the higher mass range 0.01-1eV corresponding approximately to axion field oscillation at THz frequencies. This work investigates via numerical simulation the feasibility of a high sensitivity, lab-based axion sensor operating in this range, based on plasmonic electric field enhancement by a nanostructured metasurface, combined with heterodyne detection and quantum sensing via nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. Estimates of the sensor response to anomalous electromagnetic fields resulting from axion coupling are given using Ti/Au nanopillars on LiNb at axion mass corresponding to telecommunications wavelength ($\approx$0.8eV, 196 THz). Finally, the possibility of sensing in the lower axion mass $<$10$^{-2}$ to 10$^{-1}$eV range is explored using alternative materials, with CdTe as an example.
- Abstract（参考訳）: この軸は、弱い相互作用を持つダークマターの強い候補である。
これまでのところ、高感度実験と天体物理観測により、軸イオン質量と光子結合パラメータ空間のかなりの部分が除外されている。
しかし、THz周波数での軸磁場の振動とほぼ一致する高い質量範囲 0.01-1eV における軸イオンの存在を探索する上での課題は残る。
本研究は, ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心によるヘテロダイン検出と量子センシングを併用した, ナノ構造体によるプラズマ電場増強に基づく高感度ラボベースアキションセンサの実現可能性について, 数値シミュレーションにより検討する。
電気通信波長($0.8eV,196 THz)に対応するアキシオン質量のLiNb上のTi/Auナノピラーを用いて、アキシオンカップリングによる異常電磁場に対するセンサ応答の推定を行った。
最後に、低軸索質量$<$10$^{-2}$から10$^{-1}$eVの範囲でのセンシングの可能性について、CdTeを例として、代替材料を用いて検討した。
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