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一种进动铁磁针磁强计

量子物理 2016-05-18 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

预测在固有自旋主导其转动角动量(NIΩN\hbar \gg I\OmegaII为针关于进动轴的转动惯量,NN为针内极化自旋数)的条件下,铁磁针将以拉莫尔频率Ω\Omega绕磁场轴进动。在此区中,该针表现为一个陀螺仪,其自旋NN\hbar由晶体和形状各向异性维持在针的易轴上。进动铁磁针是一个由NN个自旋组成的关联系统,可用于长时间测量磁场。原则上,通过利用量子不确定性的快速平均,进动针磁强计的灵敏度可远超基于气相原子自旋进动的磁强计。在与环境耦合的噪声为次要项的条件下,量子和探测极限下磁强计灵敏度随测量时间tt的标度关系为t3/2t^{-3/2}。铁磁针进动现象可能对检验基础物理的精密测量具有特殊意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.02818,
  title  = {A Precessing Ferromagnetic Needle Magnetometer},
  author = {Derek F. Jackson Kimball and Alexander O. Sushkov and Dmitry Budker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.02818},
  year   = {2016}
}

备注

Main text: 6 pages, 2 figures; Supplementary material: 3 pages, 1 figure