纳米旋转体的旋转稳定性与斯特恩-氕尔赫实验 setup 中单环干涉的自旋对比

纳米粒子在量子系统中的旋转具有众多应用，从理论到实验。本文将讨论嵌入自旋的纳米旋转体的旋转动力学。我们将其建模为一个刚体，正确地在外部场的存在下，按照纳米旋转体的自坐标系来处理旋转。除了旋转，我们还进一步研究如何在非均匀外部磁场中创建较大的空间叠加态，诸如在斯特恩-氕尔赫装置中的情况。嵌入自旋的纳米旋转体在其自旋与外部磁场相互作用哈密顿量中发挥了创建物波干涉仪的关键作用。我们的目标是提供一种对三个欧拉角动力学、其量子演化以及纳米旋转体在斯特恩-氕尔赫型 setup 中空间运动的整体解释，考虑其中包括一个完整循环的干涉。我们随后研究所有欧拉角的量子演化如何导致干涉时的自旋相干性丢失，以及在外部磁场中表现出爱因斯坦-德哈斯效应。特别地，我们指出，通过沿磁场方向施加旋转，可以稳定纳米旋转体的摆动模式。我们还将分析扩展到摆动模式初始状态为热态的情况，讨论纳米旋转体完成一个循环后因干涉导致的对比度损失。