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室温下磁悬浮毫米级宏观旋转子持久旋转 10 小时

应用物理 2025-06-09 v2

摘要

低耗散旋转子具有巨大的角动量,是精密感测和探索宏观量子现象的关键。迄今为止,仅能在微型旋转子上实现低耗散。本文报道了一种磁悬浮的毫米级旋转子,其在室温下测得的耗散率最低为 3.85μHz3.85\,\mu\mathrm{Hz},对应自由旋转持续时间超过 10 小时。该旋转子在轴对称永久磁捕获装置中实现稳定悬浮,可通过高真空条件下的接触式电感驱动达到 930 RPM。凭借其低阻尼率和大角动量,我们实现了一种灵敏度为 6.5×103 /s6.5 \times 10^{-3}\ \mathrm{^\circ/s},热极限稳定性估计为 5.7×107 /h5.7 \times 10^{-7}\ \mathrm{^\circ/\sqrt{h}} 的精密陀螺仪。这些结果表明,磁悬浮技术已成为高性能室温陀螺仪的有前景的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.03803,
  title  = {Levitated macroscopic rotors with 10 hours of free spin at room temperature},
  author = {Xianfeng Chen and Nirmala Raj and Ruvi Lecamwasam and Mingxi Chen and Christina Yuan Ling Tan and Syed M. Assad and Ping Koy Lam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03803},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 6 figures