微波腔内的悬浮演示
量子物理
2021-03-09 v2
摘要
悬浮系统因夹持损耗降低和热接触减少而备受青睐。这些优势特性已在光力学中被利用，以实现机械模式与电磁模式之间的超强耦合。此类方案为宏观系统的量子操控提供了机会。在本快报中，我们报道了在厘米尺度超导铝同轴四分之一波长短截线腔中，悬浮毫米尺度钕磁体的首次成功实验。磁体悬浮在短截线顶部附近，此处电场集中，其扰动电场分布，使得磁体位置的微小扰动可通过谐振频率的偏移来检测。通过矢量网络分析仪(VNA)在5 K至50 mK温度之间采集谐振谱，揭示了磁体在腔内的运动。室温测量与有限元计算用于计算磁体不同位置下的频率偏移，实验测得的进入超导态时100 MHz的上移证实了悬浮，其剩磁高达铝临界场的140倍。我们实现了1–1.8 mm的悬浮高度。我们研究了悬浮高度和悬浮温度对磁体强度的依赖关系，令人惊讶地观察到悬浮温度和高度均随永磁体强度增加而升高。我们的工作描述了一种能够感知和转导力的新颖宏观机械系统，从而允许异质经典与量子系统之间的耦合。
引用
@article{arxiv.2101.01309,
title = {Demonstrating levitation within a microwave cavity},
author = {Nabin K. Raut and Jeffery Miller and Raymond Chiao and Jay E. Sharping},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01309},
year = {2021}
}