Ultra-stable Cryogenic Nanopositioner for Quantum Optomechanics and Zeptonewton Force Sensing

用于量子光力学和 Zeptonewton 力传感的超稳定低温纳米定位器

基本信息

  • 批准号:
    RTI-2017-00181
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2016-01-01 至 2017-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The central aim of our research program is to realize ultrasensitive mechanical systems that are actuated and enhanced by laser light. Recently, our group made a major breakthrough, fabricating ~50-nanometer-thin "micro-trampolines" exhibiting world-record force sensitivity at room temperature (with a noise floor measured in attonewtons, or equivalent to the gravitational pull between two people separated by ~100 km). At the same time, these devices achieve extraordinarily low optical losses, making them compatible with the world's most sensitive interferometers for optomechanics experiments. In particular, the demonstrated parameters correspond to a situation in which the forces exerted by light at the level of a single interferometer photon (on average) will profoundly affect the mechanical trajectory. The performance of these and related optomechanical systems will improve by orders of magnitude at cryogenic (millikelvin) temperatures, due to a combination of reduced thermal force noise and increased mechanical quality factor. The resulting unprecedented mechanical coherence will enable a host of exciting optomechanics experiments operating deeply within the regime of macroscopic quantum motion, as well as the development of new quantum information transduction platforms and force sensing at the level of ~10 zeptonewtons, wherein a variety of goals (e.g. nanometer-resolution magnetic resonance imaging) become feasible. Our group already has access to a CFI-funded dilution cryostat, but in order to achieve these extraordinarily sensitive goals, a stable, vibration-isolated, encoded cryogenic nanopositioner is an absolute requirement.
我们研究计划的中心目标是实现由激光驱动和增强的超灵敏机械系统。最近,我们的团队取得了重大突破,制造了约50纳米薄的“微型蹦床”,在室温下表现出世界纪录的力灵敏度(以牛顿为单位测量的噪声基底,或相当于两个相隔约100公里的人之间的引力)。与此同时,这些设备的光学损耗非常低,使其与世界上最灵敏的干涉仪兼容,用于光机实验。特别是,所展示的参数对应于这样一种情况,其中由光在单个干涉仪光子(平均)的水平上施加的力将深刻地影响机械轨迹。 由于降低的热力噪声和增加的机械品质因数的组合,这些和相关的光学机械系统的性能将在低温(毫开尔文)温度下提高几个数量级。由此产生的前所未有的机械相干性将使大量令人兴奋的光学力学实验能够在宏观量子运动的范围内深入运作,以及开发新的量子信息转换平台和在~10 zeptonewton水平上的力传感,其中各种目标(例如纳米分辨率磁共振成像)变得可行。 我们的团队已经获得了一个由CFI资助的稀释低温恒温器,但为了实现这些非常敏感的目标,一个稳定的、振动隔离的、编码的低温纳米定位器是绝对必要的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sankey, Jack其他文献

Sankey, Jack的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sankey, Jack', 18)}}的其他基金

Next-generation ultralow-noise mechanical sensors defined and controlled by light
由光定义和控制的下一代超低噪声机械传感器
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05635
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Gigahertz-bandwidth lock-in detector for high-speed interferometry and sensing applications
适用于高速干涉测量和传感应用的千兆赫带宽锁定探测器
  • 批准号:
    500836-2016
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Experimental Optomechanics
实验光力学
  • 批准号:
    1000228130-2011
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Experimental Optomechanics
实验光力学
  • 批准号:
    1228130-2011
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Experimental Optomechanics
实验光力学
  • 批准号:
    1000228130-2011
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Experimental Optomechanics
实验光力学
  • 批准号:
    1000228130-2011
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs

相似国自然基金

Levy 过程驱动的随机偏微分方程遍历性的研究
  • 批准号:
    11401265
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续时间随机游动的极限行为及其相关研究
  • 批准号:
    11201165
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超α-stable过程及相关过程的大偏差理论
  • 批准号:
    10926110
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
与稳定(Stable)过程有关的极限定理
  • 批准号:
    10901054
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Alpha-stable分布的SAR影像建模与分析方法研究
  • 批准号:
    40871199
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中国南方早古生代黑色岩系中硒的地球化学循环及其成矿效应
  • 批准号:
    40773034
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
非高斯过程样本理论中的极限定理
  • 批准号:
    10571159
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Deciphering the mechanisms of marine nitrous oxide cycling using stable isotopes, molecular markers and in situ rates
合作研究:利用稳定同位素、分子标记和原位速率破译海洋一氧化二氮循环机制
  • 批准号:
    2319097
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Computational Design of Single-Atom Sites in Alloy Hosts as Stable and Efficient Catalysts
职业:合金主体中单原子位点的计算设计作为稳定和高效的催化剂
  • 批准号:
    2340356
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Intertropical Convergence Zone Variations from Stable Oxygen Isotope Tree-ring Records in the Tropical Americas
合作研究:热带美洲稳定氧同位素树轮记录的热带辐合带变化
  • 批准号:
    2303525
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of highly efficient and stable photon-counting type X-ray detectors using single crystal metal halide perovskite semiconductors
利用单晶金属卤化物钙钛矿半导体开发高效稳定的光子计数型X射线探测器
  • 批准号:
    24K15592
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
GreenPerovs: Green, Efficient, and Stable Halide Perovskites for Heterogeneous Photocatalysis
GreenPerovs:用于多相光催化的绿色、高效、稳定的卤化物钙钛矿
  • 批准号:
    EP/Y029291/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Fellowship
K-stable Fano 3-folds
K-stable Fano 3 倍
  • 批准号:
    EP/Y033485/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Research Grant
Collaborative Research: Intertropical Convergence Zone Variations from Stable Oxygen Isotope Tree-ring Records in the Tropical Americas
合作研究:热带美洲稳定氧同位素树轮记录的热带辐合带变化
  • 批准号:
    2303524
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ECCS-EPSRC: A new generation of cost-effective, scalable and stable radiation detectors with ultrahigh detectivity
ECCS-EPSRC:具有超高探测率的新一代经济高效、可扩展且稳定的辐射探测器
  • 批准号:
    EP/Y032942/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Identifying reaction mechanisms for the formation of stable interphases in lithium metal batteries
职业:确定锂金属电池中形成稳定界面的反应机制
  • 批准号:
    2338202
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Towards Stable and Highly Efficient Lead-Free Tin-based Perovskite Solar Cells
迈向稳定高效的无铅锡基钙钛矿太阳能电池
  • 批准号:
    23K23457
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了