Toward spin-dependent macroscopic matter-wave interferometers: potential methods and approaches
Op naar spin-afhankelijke interferometers met macroscopische deeltjes (MMWI's)
In zijn proefschrift onderzoekt Run Zhou hoe interferometers met macroscopische deeltjes (MMWI's) kunnen worden gecreëerd voor nanodiamanten met een stikstof-gat centrum (NV) centra. MMWI's zijn belangrijk voor het testen van de grenzen van de kwantummechanica en het bestuderen van het mogelijke kwantum karakter van zwaartekracht. Het bouwen van MMWI's met grote massa's is echter zeer uitdagend vanwege decoherentie en de diamagnetische eigenschappen van diamant.
Zhou presenteert verschillende experimentele methoden om de ruimtelijke scheiding van een massief object in een kwantumsuperpositie te vergroten. De kern van zijn onderzoek is dat het diamagnetisme van diamant niet alleen als beperking gezien hoeft te worden, maar ook als een hulpmiddel kan dienen om golfpakketten te scheiden. Methoden om dit te bewerkstelligen omvatten het katapulteren van macroscopische diamant-deeltjes met niet-lineaire magneetvelden, het benutten van diamagnetische afstoting, het combineren van zwaartekrachtsversnelling met magneetvelden, en het toepassen van omgekeerde harmonische potentialen.
De resultaten laten zien dat het mogelijk is om grote ruimtelijke superposities, tot tientallen micrometers, te bereiken binnen korte tijdschalen. Hoewel een grootschalige MMWI nog steeds moeilijk te realiseren is, kunnen deze bevindingen bijdragen aan toekomstige toekomstig onderzoek om kwantumeffecten in macroscopische systemen waar te nemen.
Run Zhou voerde zijn onderzoek uit bij het Van Swinderen Institute for Particle Physics and Gravity, afdeling Cosmic Frontier, met financiering van het Chinese Scholarship Council.