皮米级控制的悬浮毫克级重力传感器

由于磁悬浮粒子与环境之间具有卓越的隔离性,该团队正将其探索为极端灵敏的机械传感器。对于未来关于量子叠加态的引力实验,此类系统需要冷却至接近其基态。为了展示最先进的隔振技术、毫克级高Q值磁悬浮机械谐振器与低噪声位置检测的结合,研究人员提出了对一台磁悬浮引力传感器的线性反馈冷却方案,该方案能够同时将两个平动模式(x模式和y模式)的振幅冷却至2皮米以下,模式温度低于10毫开尔文。该传感器是一个在I型超导陷阱中悬浮的永磁体,其六个共振频率通过一个与直流SQUID耦合的超导线圈进行测量。该信号通过锁相放大器测量,并将反馈信号发送至压电致动器,从而能够同时冷却50.6赫兹和68.0赫兹的谐振模式。这两个平动模式的Q因子分别为 \(3.8 \cdot 10^6\) 和 \(5.5 \cdot 10^6\)。实验装置安装在一台干式稀释制冷机内,在该频率下,隔振衰减达到110-130分贝。在该工作中,作者讨论了未来对实验装置的改进方向,这些改进可能使一颗此前已被证明可作为引力传感器的磁悬浮粒子实现量子基态冷却。

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提交arXiv: 2026-05-27 13:39

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