量子科技中心_量科网

量子力学（QM）与广义相对论（GR，即引力理论）是现代物理学的两大支柱。基于大质量粒子的物质波干涉仪能在全新范畴内检验诸多基础理论，包括量子力学的核心原理——空间叠加原理，以及量子力学与广义相对论的交叉领域（例如检验引力量子化效应）。为此，国际学界正全力推进此类干涉仪的研制。在众多技术路线中，该研究团队选择以纳米金刚石（NDs）为载体粒子，通过其内嵌自旋与施特恩-格拉赫力共同作用，实现时空中闭环干涉路径。目前采用该路线的研究群体正在迅速扩大[1]。该团队发布本技术说明（系列七篇之一）旨在分享这项雄心勃勃的计划中各类挑战的解决方案，以期推动该领域发展。本文重点研究了纳米金刚石旋转对干涉对比度的理论影响。此前工作已证明：对于由10^7个原子构成的第一代施特恩-格拉赫干涉仪而言，将质心运动冷却至毫开尔文温区即可满足需求。本研究表明转动自由度同样无需冷却至基态，仅需将旋转声子数控制在数百量级即可达标。该工作详细描述并模拟了保罗阱中带电纳米金刚石 librational 模式的参量反馈冷却——通过调制阱内电场实现降温，同时系统分析了冷却效率对电势场及颗粒形状的依存关系。研究人员指出，实现所需 librational 温度的目标在近期完全可期。如有需要，该团队可提供更详实的技术细节。