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Accès ouvert déclaré 2025 article

Theoretical study on rotation measurement with quantum vibration oscillators based on ion crystal in a Penning trap

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In traditional mechanics, harmonic oscillators can be used to measure force, acceleration, or rotation. Herein, we describe a quantum harmonic oscillator based on a Penning-trapped calcium ion crystal. Similar to traditional oscillators, the Coriolis force-induced axial oscillation amplitude is precisely measured to determine the input velocity. We show that the magnetron motion can be controlled through the rotating wall driving and treated as the driving oscillator. The Coriolis force couples with the magnetron motion and induces vibration in the axial direction or the z direction. The center of mass motion of the ion crystal in the axial direction could be precisely detected by the entanglement between the spins of the ions and the harmonic motion through lasers. The frequency of the magnetron motion needs to meet that of the axial motion under certain conditions, and, thus, the axial motion could be tuned to the resonance peak for maximum detection signal. We provided the parameter spaces for the matching of the magnetron frequencies with those of the axial frequencies. The measurement sensitivity was calculated in detail, and results show that a rotation angular velocity of 3.0×10−9rad/s/Hz could be achieved with 10 000 ions. Amplitude sensing could reach a sensitivity of 0.4 pm/Hz. With spin squeezing, the sensitivity could be further improved.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Theoretical study on rotation measurement with quantum vibration oscillators based on ion crystal in a Penning trap
Date Crossref
01/09/2025
Éditeur
American Vacuum Society
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Xi'an Jiaotong University State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Instrument Science and Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering — Xi'an Jiaotong University, School of Instrument Science and Technology et School of Mechanical Engineering.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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