論文の概要: Floquet prethermalization with lifetime exceeding 90s in a bulk
hyperpolarized solid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.01988v2
- Date: Mon, 24 May 2021 21:59:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 06:37:51.131360
- Title: Floquet prethermalization with lifetime exceeding 90s in a bulk
hyperpolarized solid
- Title（参考訳）: バルク過分極固体における90sを超えるフロッケ予熱
- Authors: William Beatrez, Otto Janes, Amala Akkiraju, Arjun Pillai, Alexander
Oddo, Paul Reshetikhin, Emanuel Druga, Maxwell McAllister, Mark Elo, Benjamin
Gilbert, Dieter Suter, and Ashok Ajoy
- Abstract要約: 双極子結合型13ドルC原子核からなるバルク固体中での常温フロック予熱状態を室温で観察した。
初期逆状態で生成した核スピンの精密化のために,パルススピンロックフロケ制御を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.55994393060723
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report the observation of long-lived Floquet prethermal states in a bulk
solid composed of dipolar-coupled $^{13}$C nuclei in diamond at room
temperature. For precessing nuclear spins prepared in an initial transverse
state, we demonstrate pulsed spin-lock Floquet control that prevents their
decay over multiple-minute long periods. We observe Floquet prethermal
lifetimes $T_2'\approx$90.9s, extended >60,000-fold over the nuclear free
induction decay times. The spins themselves are continuously interrogated for
$\sim$10min, corresponding to the application of $\approx$5.8M control pulses.
The $^{13}$C nuclei are optically hyperpolarized by lattice Nitrogen Vacancy
(NV) centers; the combination of hyperpolarization and continuous spin readout
yields significant signal-to-noise in the measurements. This allows probing the
Floquet thermalization dynamics with unprecedented clarity. We identify four
characteristic regimes of the thermalization process, discerning short-time
transient processes leading to the prethermal plateau, and long-time system
heating towards infinite temperature. This work points to new opportunities
possible via Floquet control in networks of dilute, randomly distributed,
low-sensitivity nuclei. In particular, the combination of minutes-long
prethermal lifetimes and continuous spin interrogation opens avenues for
quantum sensors constructed from hyperpolarized Floquet prethermal nuclei.
- Abstract（参考訳）: 室温でダイヤモンド中の双極子結合の$^{13}$c核からなるバルク固体におけるフロッケ前熱状態の長期観察を報告する。
初期横向きに合成した核スピンの前駆体として,複数分間の長い時間にわたって崩壊を防止できるパルススピンロックフロッケ制御を示す。
我々はFloquetの前熱寿命を$T_2'\approx$90.9sで観測した。
スピン自体は、$\approx$5.8M制御パルスの適用に応じて$\sim$10minに対して連続的に尋問される。
$^{13}$C核は格子窒素空孔(NV)中心によって光学的に超分極され、超分極と連続スピンの読み出しの組み合わせは測定において重要な信号からノイズをもたらす。
これにより、フロッケ熱化ダイナミクスを前例のない明快さで探すことができる。
熱化過程の特徴として, 熱前台地に至る短時間の過渡過程と, 無限温度への長時間の系加熱の4つを同定した。
この研究は、希薄でランダムに分布する低感度核のネットワークにおいて、フロッケ制御によって可能な新たな機会を示している。
特に、分長の予熱寿命と連続スピン尋問の組み合わせは、超分極フロック前熱核から構築された量子センサーの道を開く。
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