論文の概要: Macroscopic Hyperpolarization Enhanced with Quantum Optimal Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.15021v3
- Date: Mon, 14 Mar 2022 10:25:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 21:20:57.297308
- Title: Macroscopic Hyperpolarization Enhanced with Quantum Optimal Control
- Title（参考訳）: 量子最適制御による超高分極化
- Authors: Alastair Marshall, Thomas Reisser, Phila Rembold, Christoph M\"uller,
Jochen Scheuer, Martin Gierse, Tim Eichhorn, Jakob M. Steiner, Patrick
Hautle, Tommaso Calarco, Fedor Jelezko, Martin B. Plenio, Simone Montangero,
Ilai Schwartz, Matthias M. M\"uller, Philipp Neumann
- Abstract要約: 核スピンの超分極は核磁気共鳴信号を高める。
このシグナル増幅は、がん細胞の代謝イメージングなど、これまでアクセスできないテクニックを解き放つ。
自己最適化線形スウィープ(ARISE)と呼ばれる戦略を導入し、既存の過分極配列を効率的に調整する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8696871314343767
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Hyperpolarization of nuclear spins enhances nuclear magnetic resonance
signals, which play a key role for imaging and spectroscopy in the natural and
life sciences. This signal amplification unlocks previously inaccessible
techniques, such as metabolic imaging of cancer cells. In this work, electron
spins from the photoexcited triplet state of pentacene-doped naphthalene
crystals are used to polarize surrounding protons. As existing strategies are
rendered less effective by experimental constraints, they are replaced with
optimal control pulses designed with RedCRAB. In contrast to previous optimal
control approaches, which consider an average single nucleus, this closed-loop
optimization is macroscopic. A 28% improvement in signal and 15% faster
polarization rate is observed. Additionally, a strategy called
Autonomously-optimized Repeated Linear Sweep (ARISE) is introduced to
efficiently tailor existing hyperpolarization sequences in the presence of
experimental uncertainty to enhance their performance. ARISE is expected to be
broadly applicable in many experimental settings.
- Abstract（参考訳）: 核スピンの過分極は核磁気共鳴シグナルを増強し、これは自然科学や生命科学においてイメージングと分光において重要な役割を果たす。
このシグナル増幅は、がん細胞の代謝イメージングなど、これまでアクセスできないテクニックを解き放つ。
ペンタセンドープナフタレン結晶の光励起三重項状態からの電子スピンは、周囲の陽子を偏光するために用いられる。
既存の戦略は実験的な制約により効果が低下するため、RedCRABで設計した最適制御パルスに置き換えられる。
平均的な単一核を考える以前の最適制御アプローチとは対照的に、この閉ループ最適化はマクロ的である。
28%の信号改善と15%の高速偏光速度が観察された。
さらに,ARISE(Autonomous-Optimized Repeated Linear Sweep)と呼ばれる戦略を導入し,実験的不確実性の存在下で既存の過分極配列を効率的に調整し,性能を向上させる。
ARISEは多くの実験環境で広く適用されることが期待されている。
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