論文の概要: Ultrasensitive atomic comagnetometer with enhanced nuclear spin coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.09027v1
• Date: Mon, 17 Oct 2022 12:45:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 07:08:05.714465
• Title: Ultrasensitive atomic comagnetometer with enhanced nuclear spin coherence
• Title（参考訳）: 原子スピンコヒーレンスを増強した超感度原子コマグネトメータ
• Authors: Kai Wei, Tian Zhao, Xiujie Fang, Zitong Xu, Chang Liu, Qian Cao, Arne Wickenbrock, Yanhui Hu, Wei Ji, Dmitry Budker
• Abstract要約: アルカリ-希ガスコマグネトロンに新しい緩和機構がある。 自己補償方式で動作し, 超高慣性回転感度の3times10-8$,rad/s/Hz$1/2$を実現した。 我々は、この磁気センサを用いて、陽子と中性子のスピンを含むエキゾチックなスピン依存相互作用を探索する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.784565323288149
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Achieving high energy resolution in spin systems is important for fundamental physics research and precision measurements, with alkali-noble-gas comagnetometers being among the best available sensors. We found a new relaxation mechanism in such devices, the gradient of the Fermi-contact-interaction field that dominates the relaxation of hyperpolarized nuclear spins. We report on precise control over spin distribution, demonstrating a tenfold increase of nuclear spin hyperpolarization and transverse coherence time with optimal hybrid optical pumping. Operating in the self-compensation regime, our $^{21}$Ne-Rb-K comagnetometer achieves an ultrahigh inertial rotation sensitivity of $3\times10^{-8}$\,rad/s/Hz$^{1/2}$ in the frequency range from 0.2 to 1.0 Hz, which is equivalent to the energy resolution of $3.1\times 10^{-23}$\,eV/Hz$^{1/2}$. We propose to use this comagnetometer to search for exotic spin-dependent interactions involving proton and neutron spins. The projected sensitivity surpasses the previous experimental and astrophysical limits by more than four orders of magnitude.
• Abstract（参考訳）: スピン系における高エネルギー分解能の達成は、アルカリ-希ガスコマグネトロンが最高のセンサである、基礎物理学の研究と精密測定にとって重要である。 これらの装置では, 過分極核スピンの緩和を司るフェルミ接触相互作用場の勾配, 新たな緩和機構が発見された。 本稿では,核スピン過分極と横コヒーレンス時間の10倍増加を最適なハイブリッド光ポンピングで示し,スピン分布の精密制御について報告する。 自己補償系において、我々の$^{21}$Ne-Rb-Kコマグネトメーターは、周波数範囲が0.2 Hzから1.0 Hzの超高慣性回転感度を3\times 10^{-8}$\,rad/s/Hz$^{1/2}$で達成し、これは3.1\times 10^{-23}$\,eV/Hz$^{1/2}$のエネルギー分解能に相当する。 このコマグネトメータを用いて陽子と中性子のスピンが関与する異種スピン依存相互作用を探索する。 予測された感度は、以前の実験と天体物理学の限界を4桁以上超える。

関連論文リスト

• Improved Limits on an Exotic Spin- and Velocity-Dependent Interaction at the Micrometer Scale with an Ensemble-NV-Diamond Magnetometer [7.684562006253786]
  偏極電子スピンと非偏極核子の間のエキゾチックスピンと速度依存相互作用をミクロスケールで探索する。 その結果、力範囲内で結合パラメータ$f_perp$の新たなバウンダリを5～400$rm mu$mに設定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T11:21:41Z)
• Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single qubit sensor [62.997667081978825]
  ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。 この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。 我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z)
• Experimental Constraints on Exotic Spin-Dependent Interactions by a Magnetometer with Ensembles of Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [13.512039660189625]
  センサとして、NV電子スピンアンサンブルの薄い層を用いる。 エキゾチックなパリティオードスピン上の弦束境界と速度依存相互作用は5〜500mu$mの範囲内に設定される。 対応する結合定数である$g_SNg_Pe$の極限は、30$mu$mで1桁以上改善される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-12T10:50:26Z)
• Proposal for the search for new spin interactions at the micrometer scale using diamond quantum sensors [0.0]
  ダイヤモンド中の窒素-原子価(NV)中心に基づく量子センサーは、マイクロメートルスケールでのスピン相互作用を探索するための有望なプラットフォームとして登場した。 我々はNV電子スピンと移動質量の間のいくつかの仮説的相互作用を探索する実験を提案する。 各相互作用について、感度を推定し、最適実験条件を特定し、潜在的な系統的誤りを分析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-30T01:47:57Z)
• High-Field Magnetometry with Hyperpolarized Nuclear Spins [0.0]
  ダイヤモンド中の超分極1,13C$の核スピンのアンサンブルから構築した高磁場スピン磁力計を提案し,実証する。 7Tおよび単結晶試料の量子センシングにおいて,100mHz以上のスペクトル分解能を示す。 この研究は、超分極ナノダイヤモンドから構築されたマイクロスケールNMR化学センサーの興味深い機会を示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-22T01:33:07Z)
• Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin ratchet [49.1301457567913]
  高速分極可能な電子を利用してスピン注入速度を向上する戦略について報告する。 ダイヤモンド中の13C原子核に偏極を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。 スピンラチェット偏光伝達機構により、スピン注入速度を2桁以上向上させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T08:23:10Z)
• Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
  固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。 我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。 我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z)
• Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin bath [55.41644538483948]
  スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。 窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。 我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z)
• Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
  本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。 超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z)
• Experimental Constraint on an Exotic Parity-Odd Spin- and Velocity-Dependent Interaction with a Single Electron Spin Quantum Sensor [6.887744934296352]
  実験では、エキゾチックスピンと速度依存性の相互作用に関する制約を1から330$mu$mまで改善した。 結合の上限が$g_Aeg_VN$=200 mu m$は$| g_Ae g_VN| leq 8.0times10-19$であり、現在の実験室限界を4桁以上改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-19T15:31:21Z)
• Optically pumped spin polarization as a probe of many-body thermalization [50.591267188664666]
  ダイヤモンド中の13Cのスピン拡散ダイナミクスについて検討し, 発色中心の光スピンポンピングにより室温で動的に偏光する。 核スピン浴中は熱接触が良好であり、超微細結合強度とは実質的に無関係である。 この結果から, 浴室内部の相互作用を制御し, システム内の熱化の開始を調査する興味深い機会が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-01T23:16:33Z)

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。