論文の概要: Dark matter detection using nuclear magnetization in magnet with
hyperfine interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.08577v2
- Date: Mon, 4 Mar 2024 04:29:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 03:09:15.128505
- Title: Dark matter detection using nuclear magnetization in magnet with
hyperfine interaction
- Title(参考訳): 超微細相互作用を持つ磁性体の核磁化による暗黒物質検出
- Authors: So Chigusa, Takeo Moroi, Kazunori Nakayama, Thanaporn Sichanugrist
- Abstract要約: 我々は、強い超微細相互作用を持つ磁石の磁気励起により、質量$sim 10-6$ eV と $sim 10-4$ eV の宇宙光暗黒物質(DM)、すなわち、軸およびダーク光子を検出する可能性を考える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the possibility to detect cosmic light dark matter (DM), i.e.,
axions and dark photons, of mass $\sim 10^{-6}$ eV and $\sim 10^{-4}$ eV, by
magnetic excitation in a magnet with strong hyperfine interaction. In
particular, we consider a canted anti-ferromagnet, MnCO$_3$, as a concrete
candidate material. With spin transfer between nuclear and electron spins
allowed by the hyperfine interaction, nuclear spins become naturally highly
polarized due to an effective (electron-spin-induced) magnetic field, and have
long-range interactions with each other. The collective precession of nuclear
spins, i.e., a nuclear magnon, can be generated by the DM field through the
nucleon-DM interaction, while they are also sensitive to the electron-DM
interaction through the electron-nuclear spin mixing. Compared with
conventional nuclear-spin precession experiments, this system as a DM sensor is
sensitive to higher frequency needing only a small static magnetic field
applied. The system also has collective precession of electron spins, mixed
with nuclear spins, as the additional channels that can be used for DM probes.
We estimate the sensitivity under appropriate readout setups such as an
inductive pick-up loop associated with an LC resonant circuit, or a photon
cavity with a photon counting device. We show that this method covers an
unexplored parameter region of light bosonic DM.
- Abstract(参考訳): 我々は、強い超微細相互作用を持つ磁石の磁気励起により、宇宙の暗黒物質(DM)、すなわち、軸および暗黒光子の質量$\sim 10^{-6}$ eVと$\sim 10^{-4}$ eVを検出する可能性を考える。
特に、缶詰反強磁性体MnCO$_3$を具体的な候補物質として考える。
ハイパーファイン相互作用によって許される核スピンと電子スピンの間のスピン移動により、核スピンは有効(電子スピン誘起)磁場によって自然に高偏極化し、互いに長距離相互作用を持つ。
核スピンの集団沈降(すなわち核マグノン)は、核子-DM相互作用を通じてDM磁場によって生成されるが、電子-核スピン混合による電子-DM相互作用にも敏感である。
従来の核スピンプリセッション実験と比較して、DMセンサとしてのこのシステムは、小さな静磁場を印加するだけで高い周波数に敏感である。
この系はまた、DMプローブに利用可能な追加チャネルとして、核スピンと混合された電子スピンの集合的占有も持つ。
LC共振回路に付随する誘導ピックアップループや光子計数装置を備えた光子キャビティなど,適切な読み出し設定下での感度を推定する。
本手法は,光ボソニックdmの未探索パラメータ領域をカバーすることを示す。
関連論文リスト
- Ultralight dark matter detection with levitated ferromagnets [39.9821498525859]
印加された交流磁場に対する浮遊強磁性体の応答について検討する。
既存の誘電体強磁性体は、既に軸-電子結合に匹敵する感度を持つことを示す。
将来の設定は、軸-電子カップリング、暗-光子運動混合、および軸-光子カップリングの感度の高いプローブとなる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-08-27T18:00:03Z) - Measuring nuclear spin qubits by qudit-enhanced spectroscopy in Silicon
Carbide [0.0]
単一電子スピンへの超微細結合を持つ核スピンは、非常に貴重な量子ビットである。
本研究では,4H-SiCの単一シリコン空孔色中心(V2)を取り巻く特にリッチな核スピン環境を探索し,特徴付ける。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-24T06:59:39Z) - 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) - 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) - Maximising Dynamic Nuclear Polarisation via Selective Hyperfine Tuning [0.0]
電子スピン$Sgeq1$が固有ゼロフィールド分割を持つシステムの場合、DNP効率と収率を改善するために、より強い超微細相互作用の別のクラスが用いられる可能性がある。
我々は既存の手法を解析的に検討し、この手法が既存の手法よりも桁違いに原子核アンサンブルへの偏極移動率を高めることを判断する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-23T06:19:15Z) - Nuclear spin readout in a cavity-coupled hybrid quantum dot-donor system [0.0]
核スピンは長いコヒーレンス時間を示し、環境からかなり孤立している。
マイクロ波共振器の伝送を探索して核スピンの読み出しを行う手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-02T16:51:50Z) - Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral
Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。
ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。
この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-31T01:48:57Z) - Hyperfine and quadrupole interactions for Dy isotopes in DyPc$_2$
molecules [77.57930329012771]
核スピンレベルは、磁化力学を理解し、ランタノイド系単一分子磁石における量子ビットの実装と制御において重要な役割を果たす。
アニオンDyPc$における161$Dyおよび163$Dy核の超微細および核四極子相互作用について検討した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-02-12T18:25:31Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2019-11-18T11:03:06Z)
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。