論文の概要: Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.14066v1
- Date: Wed, 28 Sep 2022 12:56:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-01-24 19:46:11.063205
- Title: Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor
- Title（参考訳）: 量子センサを用いたラジカル対反応における磁場効果のセンシング
- Authors: Deepak Khurana, Rasmus H. Jensen, Rakshyakar Giri, Juanita Bocquel,
Ulrik L. Andersen, Kirstine Berg-S{\o}rensen, and Alexander Huck
- Abstract要約: 特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。
我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic field effects (MFE) in certain chemical reactions have been well
established in the last five decades and are attributed to the evolution of
transient radical-pairs whose spin dynamics are determined by local and
external magnetic fields. The majority of existing experimental techniques used
to probe these reactions only provide ensemble averaged reaction parameters and
spin chemistry, hindering the observation of the potential presence of quantum
coherent phenomena at the single molecule scale. Here, considering a single
nitrogen vacancy (NV) centre as quantum sensor, we investigate the prospects
and requirements for detection of MFEs on the spin dynamics of radical-pairs at
the scale of single and small ensemble of molecules. We employ elaborate and
realistic models of radical-pairs, considering its coupling to the local spin
environment and the sensor. For two model systems, we derive signals of MFE
detectable even in the weak coupling regime between radical-pair and NV quantum
sensor, and observe that the dynamics of certain populations, as well as
coherence elements, of the density matrix of the radical pair are directly
detectable. Our investigations will provide important guidelines for potential
detection of spin chemistry of bio-molecules at the single molecule scale,
required to witness the hypothesised importance of quantum coherence in
biological processes.
- Abstract（参考訳）: 特定の化学反応における磁場効果(MFE)は過去50年間によく確立されており、スピンダイナミクスが局所磁場と外部磁場によって決定される過渡ラジカルペアの進化に起因している。
これらの反応を調べるために用いられる既存の実験手法の大部分は、アンサンブル平均反応パラメータとスピン化学のみを提供し、単一分子スケールでの量子コヒーレント現象の潜在的存在の観測を妨げる。
そこで, 単一窒素空隙(nv)中心を量子センサとして, 分子の単一・小アンサンブル規模におけるラジカルパイアのスピンダイナミクスにおけるmfe検出の展望と要件について検討した。
我々は,局所スピン環境とセンサとの結合を考慮し,精巧で現実的なラジカルパイアモデルを用いる。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出し、ラジカル対の密度行列の特定の集団とコヒーレンス要素のダイナミクスが直接検出可能であることを観察する。
本研究は、生物プロセスにおける量子コヒーレンスの重要性を実証するために必要となる、単一分子規模での生体分子のスピン化学検出のための重要なガイドラインを提供する。
関連論文リスト
- Mind the Gap: From Resolving Theoretical Foundations of Chiral(ity)-Induced Spin Selectivity to Pioneering Implementations in Quantum Sensing [0.0]
キラル(シティ)によるスピン選択性(CISS)効果は実験的に広く観測されているが、その理論的基礎は現在も活発に議論されている。
CISS効果の最近の研究は、スピントロニクス、分子センサー、量子情報処理における幅広い概念的関連性と潜在的な応用を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-07T17:52:04Z) - Quantum-impurity sensing of altermagnetic order [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心による量子緩和は、反磁性絶縁体の異方性スピンダイナミクスを明らかにすることができる。
スピン拡散応答における運動量空間異方性のシグネチャを符号化した量子不純物の距離および配向依存性緩和速度を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-06T18:04:01Z) - Interradical motion can push magnetosensing precision towards quantum limits [0.0]
分子間相互作用を変調する構造的分子運動が、量子クラムエル・ラオ境界に近い磁場方向を推定する精度をいかに推し進めるかを示す。
この知見は、効率的なハンドルの考案に向けて、運動誘起電子スピン相互作用の物理原理を調節する可能性を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-26T15:38:56Z) - Spin Squeezing with Magnetic Dipoles [37.93140485169168]
絡み合いは、ショットノイズ限界を超える量子センサーの測定精度を向上させることができる。
我々は、ほとんどの中性原子に固有の磁気双極子-双極子相互作用を利用してスピンスクイーズ状態を実現する。
エルビウム量子ガス顕微鏡における有限範囲スピン交換相互作用を用いて, メロジカルに有用なスクイージングの7.1dBを実現した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-11T18:42:13Z) - Quantum theory of a potential biological magnetic field sensor: radical pair mechanism in flavin adenine dinucleotide biradicals [0.0]
近年の研究では、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)が生体磁場センサとして機能する可能性が示唆されている。
本研究では,FAD分子内のフラビンアデニンバイラジカルに対するラジカル対機構(RPM)の詳細な量子理論モデルを構築した。
我々のモデルの予測は実験と一致している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T22:40:10Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Dispersive readout of molecular spin qudits [68.8204255655161]
複数の$d > 2$ スピン状態を持つ「巨大」スピンで表される磁性分子の物理を研究する。
動作の分散状態における出力モードの式を導出する。
キャビティ透過の測定により,クイディットのスピン状態が一意に決定できることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-29T18:00:09Z) - Magnon-magnon entanglement and its detection in a microwave cavity [0.0]
量子マグノニクス(Quantum Magnonics)は、量子情報処理の応用に大きな可能性を持つ新興の研究分野である。
強磁性相互作用を持つ格子が2つの異なるマグノンモードを持つ反強磁性体について検討する。
このことが, 実験的に検出可能な2部連続変動マグノン-マグノンの絡み合いの原因となることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-12T20:46:55Z) - Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on
nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。
このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。
これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z) - Basis-independent system-environment coherence is necessary to detect
magnetic field direction in an avian-inspired quantum magnetic sensor [77.34726150561087]
我々は、衝突環境の影響下で、第3の「スキャベンジャー」ラジカルを持つ2つのラジカルからなる鳥由来の量子磁気センサを考察する。
最適性能には,初期システム環境状態が非最大混合である基底非依存コヒーレンスが必要であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-30T17:19:17Z) - Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at
clock transitions [57.50861918173065]
ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。
分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。
これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z) - Quantum sensing and control of spin state dynamics in the radical pair
mechanism [0.0]
我々は、弱い磁場の存在下での個々のラジカル対のスピンダイナミクスの検出における量子センサの役割を分析する。
進化の様々な段階において、ラジカル対機構の力学を分離するために量子制御法がどのように用いられるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-06T12:24:16Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。