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利用超快迈斯纳悬浮微转子进行低温压力传感

量子物理 2025-10-02 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

磁悬浮旋转转子是诸多重要技术的核心元件,例如陀螺仪导航、飞轮储能、涡轮分子泵产生超高真空以及用于过程控制的压力传感。然而,机械转子通常是宏观的,且局限于室温和低旋转频率。特别是,在低温下进行压力传感仍然是一项技术挑战,而新兴的量子技术要求对低温下的压力条件进行精确评估,以应对导致量子退相干的破坏因素。为了填补这一空白,我们展示了在 4.2 Kelvin 下利用基于迈斯纳效应悬浮的微磁体旋转转子进行宽范围压力传感。我们实现了高达每分钟 1.38 亿转的转速,获得了极高的有效品质因数,优于现有平台。除了传感应用外,得益于超低扭矩噪声,我们设想将悬浮转子用于探测包括量子力学和引力在内的基础科学。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.24964,
  title  = {Cryogenic pressure sensing with an ultrafast Meissner-levitated microrotor},
  author = {Joel K Jose and Andrea Marchese and Marion Cromb and Hendrik Ulbricht and Andrejs Cebers and Ping Koy Lam and Tao Wang and Andrea Vinante},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.24964},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 5 figures