論文の概要: Levitation of a YIG sphere using a magnetic Paul trap - towards strongly coupled quantum magno-mechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.12752v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 03:04:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.373149
- Title: Levitation of a YIG sphere using a magnetic Paul trap - towards strongly coupled quantum magno-mechanics
- Title（参考訳）: 磁極トラップを用いたYIG球の強結合量子マグノメカニクスへの浮上
- Abstract要約: マグノンは多くの物理量に結合し、室温でも電磁場に強く寄与する。
磁気ポールトラップの古典的安定性解析を行い、全ての機械的自由度に対する安定性図を示す。
室温での軟磁性イットリウム鉄ガーネットの浮揚実験を行い,Q-factors of $sim25$ and secular frequency $115.8$ Hz and $117.2$ Hzを得た。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic levitation offer passive levitation of massive objects for use in advanced inertia sensors, for the generation of non-classical macroscopic motional states, and towards the table-top testing of low energy gravity with quantum mechanics. Magnons, a quanta of spin wave, couple to many physical quantities and strongly to electromagnetic fields, even at room temperature. In this work we demonstrate the stable trapping of a small YIG sphere using a magnetic Paul trap. We present a classical stability analysis of a magnetic Paul trap and show the stability diagram for all mechanical degrees of freedom. We show that coupling between librational and translational modes changes the stability region. We experimentally levitate the soft magnet yttrium iron garnet at room temperature obtaining Q-factors of $\sim25$ and secular frequencies $15.8$ Hz and $17.2$ Hz. We provide numerical estimates of the achievable enhanced coupling between the center-of-mass motion and excited magnon modes, with a cooperativity above unity despite strong mechanical damping, indicating potential applications in quantum information processing, quantum interconnects and quantum memories.
- Abstract（参考訳）: 磁気浮上は、高度な慣性センサー、非古典的なマクロ運動状態の生成、量子力学による低エネルギー重力のテーブルトップテストのために、巨大な物体を受動的に浮上させる。
スピン波の量子であるマグノンは、多くの物理量に結合し、室温でも電磁場に強く寄与する。
本研究は,磁気ポールトラップを用いた小型YIG球面の安定トラップを実証する。
磁気ポールトラップの古典的安定性解析を行い、全ての機械的自由度に対する安定性図を示す。
平衡モードと翻訳モードの結合が安定領域を変えることを示す。
室温での軟磁性イットリウム鉄ガーネットの浮揚実験を行い,Q-factors of $\sim25$ and secular frequency $115.8$ Hz and $117.2$ Hzを得た。
本稿では, 量子情報処理, 量子配線, 量子メモリの潜在的な応用を示唆する, 強い機械的減衰にもかかわらず, ユニティ以上の協調性を持つ, 質量中心運動と励起マグノンモードとの達成可能な高結合の数値計算を行う。
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