論文の概要: Suppression of Pulsed Dynamic Nuclear Polarization by Many-Body Spin Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.09272v1
• Date: Fri, 18 Aug 2023 03:28:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-21 14:57:26.253803
• Title: Suppression of Pulsed Dynamic Nuclear Polarization by Many-Body Spin Dynamics
• Title（参考訳）: 多体スピンダイナミクスによるパルス動的核偏極抑制
• Authors: Kento Sasaki and Eisuke Abe
• Abstract要約: マイクロ波パルス制御電子スピンからの偏極移動による原子核過分極の抑制機構について検討した。 我々の研究は、核スピンの集合工学とパルス化された動的核分極プロトコルの設計に光を当てている。
• 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 study a mechanism by which nuclear hyperpolarization due to the polarization transfer from a microwave-pulse-controlled electron spin is suppressed. From analytical and numerical calculations of the unitary dynamics of multiple nuclear spins, we uncover that, combined with the formation of the dark state within a cluster of nuclei, coherent higher-order nuclear spin dynamics impose limits on the efficiency of the polarization transfer even in the absence of mundane depolarization processes such as nuclear spin diffusion and relaxation. Furthermore, we show that the influence of the dark state can be partly mitigated by introducing a disentangling operation. Our analysis is applied to the nuclear polarizations observed in $^{13}$C nuclei coupled with a single nitrogen-vacancy center in diamond [Science 374, 1474 (2021) by J. Randall et al.]. Our work sheds light on collective engineering of nuclear spins as well as future designs of pulsed dynamic nuclear polarization protocols.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波パルス制御電子スピンからの偏光移動による核過分極が抑制される機構について検討する。 複数の核スピンのユニタリダイナミクスの解析的および数値計算から、コヒーレントな高次核スピンダイナミクスは、核スピン拡散や緩和のようなムンダン脱分極過程がない場合でも、核のクラスター内の暗黒状態の形成と組み合わせることで、偏光移動の効率に限界があることが分かる。 さらに, 暗黒状態の影響を部分的に軽減できることを示す。 J. RandallらによるScience 374, 1474 (2021) は, ダイヤモンド中の1つの窒素空孔中心と結合した$^{13}$C核で観測された核偏極に応用した。 我々の研究は、核スピンの集団工学とパルス動的核分極プロトコルの今後の設計に光を当てている。

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