Argonne、素粒子物理学用ダイヤモンド量子センサー開発に$1 Millionのプロジェクトを始動

Insider Brief

• Argonne National Laboratory は、高エネルギー物理学実験における高精度な電磁場測定のための、ダイヤモンドベースの量子センサを開発する three-year、 $1 million のプロジェクトを開始します。
• このプロジェクトでは、ダイヤモンド内の窒素空孔（NV）中心を利用して、高磁場および放射線の豊富な環境で動作可能なセンサと磁場マッピングシステムを開発します。
• 研究者は、将来の粒子物理学実験に統合できる実用的なシステムの構築に向けて、センサのプロトタイプを開発し、テストを行います。

プレスリリース – 新しい Argonne のプロジェクトは、量子情報科学と高エネルギー物理学の専門家を結集し、かつてない精度で電磁場を測定できるダイヤモンドベースの量子センサを構築します。

宇宙の最小の構成要素がどのように相互作用するかを理解するには、電磁力が物質にどのように影響するかを正確に理解する必要があります。

科学者が 粒子衝突から生じる 物質の破片の運動量を測定している場合でも、 磁気リングに蓄えられた粒子 の動きの微妙な変化を追跡している場合でも、周囲の電磁場と、それらの磁場が空間と時間とともにどのように変化するかを理解する必要があります。わずかな不確実性であっても、実験の精度を制限する可能性があります。

U.S. Department of Energy’s (DOE) Argonne National Laboratory における新しい three-year、 $1 million のプロジェクトは、同研究所の2つの強みである 量子情報科学 と 粒子物理学 を組み合わせることで、その課題に取り組んでいます。

「これは、起こりうる量子革命のもう一つの最前線です … Five または 10 年前、これはある種サイエンスフィクションでした。しかし今では、これらのデバイスを他の科学者や私たち自身にとって有用なものにするための、現実的な道筋であると考えるようになっています」 — Nazar Delegan、 Argonne の科学者

このプロジェクトは、ダイヤモンド材料に基づいた新世代の量子センサを開発します。これらのセンサは、研究者がかつてない精度で電磁場をマッピングするのに役立ち、次世代の加速器とシームレスに統合されることが期待されています。これは、高エネルギー物理学としても知られる粒子物理学の実験にとって極めて重要です。

「主なアイデアは、高エネルギー物理学にこれらの実験があり、それらの多くを助けることができる何かを探しているということです」と、 Argonne の物理学者でプロジェクトリーダーの Peter Winter は述べています。

​「これらの多くの実験に共通していることの1つは、さまざまな目的で磁場が必要であるということです。そして、この磁場を高い精度でマッピングすることに対して、厳しい要件がある場合がよくあります」