論文の概要: Single-molecule motion control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09296v2
- Date: Mon, 17 Jun 2024 09:54:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-19 12:30:40.023833
- Title: Single-molecule motion control
- Title（参考訳）: 単分子運動制御
- Authors: Divyam Neer Verma, KV Chinmaya, Jan Heck, G Mohan Rao, Sonia Contera, Moumita Ghosh, Siddharth Ghosh,
- Abstract要約: 格子構造内の静電電荷から力を利用して単分子拡散を制御するための玩具モデルを提案する。
表面電荷密度は拡散に大きく影響し, クーロン力に類似した線形スケーリングを示す。
我々のモデルにより予測された分子軌道は、特に重力支援加速度のような挙動において、惑星運動に類似している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Achieving dynamic manipulation and control of single molecules at high spatio-temporal resolution is pivotal for advancing atomic-scale computing and nanorobotics. However, this endeavour is critically challenged by complex nature of atomic and molecular interactions, high-dimensional characteristics of nanoscale systems, and scarcity of experimental data. Here, we present a toy model for controlling single-molecule diffusion by harnessing electrostatic forces arising from elementary surface charges within a lattice structure, mimicking embedded charges on a surface. We investigate the interplay between quantum mechanics and electrostatic interactions in single molecule diffusion processes using a combination of state-dependent diffusion equations and Green's functions. We find that surface charge density critically influences diffusion coefficients, exhibiting linear scaling akin to Coulombic forces. We achieve accurate predictions of experimental diffusion constants and extending the observed range to values reaching up to 6000 $\mu\text{m}^2\text{ms}^{-1}$ and 80000 $\mu\text{m}^2\text{ms}^{-1}$. The molecular trajectories predicted by our model bear resemblance to planetary motion, particularly in their gravity-assisted acceleration-like behaviour. It holds transformative implications for nanorobotics, motion control at the nanoscale, and computing applications, particularly in the areas of molecular and quantum computing where the trapping of atoms and molecules is essential. Beyond the state-of-the-art optical lattice and scanning tunnelling microscopy for atomic/molecular manipulation, our findings give unambiguous advantage of precise control over single-molecule dynamics through quantum manipulation at the angstrom scale.
- Abstract（参考訳）: 高時空間分解能で単一分子の動的操作と制御を実現することは、原子スケールコンピューティングとナノロボティクスの進展に重要である。
しかし、この試みは、原子と分子の相互作用の複雑な性質、ナノスケールシステムの高次元特性、実験データの不足によって批判的に挑戦されている。
本稿では, 格子構造内における基本表面電荷から生じる静電力を利用して, 表面への埋め込み電荷を模倣することにより, 単分子拡散を制御するための玩具モデルを提案する。
状態依存拡散方程式とグリーン関数を組み合わせた単一分子拡散過程における量子力学と静電相互作用の相互作用について検討する。
その結果, 表面電荷密度は拡散係数に大きく影響し, クーロン力に類似した線形スケーリングを示すことがわかった。
実験拡散定数を正確に予測し、観測範囲を6000$\mu\text{m}^2\text{ms}^{-1}$および80000$\mu\text{m}^2\text{ms}^{-1}$まで拡張する。
我々のモデルにより予測された分子軌道は、特に重力支援加速度のような挙動において、惑星運動に類似している。
ナノロボティクス、ナノスケールでの運動制御、特に原子と分子のトラップが不可欠である分子と量子コンピューティングの分野でのコンピューティング応用への変革的な意味を持っている。
原子/分子操作のための最先端の光学格子と走査型トンネル顕微鏡の他に、我々はアングストロームスケールでの量子操作による単一分子ダイナミクスの精密制御の利点を明確化している。
関連論文リスト
- Extending the Tavis-Cummings model for molecular ensembles -- Exploring the effects of dipole self energies and static dipole moments [0.0]
分子アンサンブルに対するTavis-Cummingsモデルを拡張した。
光共振器に共振結合したMgH$+$分子の励起状態ダイナミクスと分光をシミュレートする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-16T15:58:40Z) - Cavity-Catalyzed Hydrogen Transfer Dynamics in an Entangled Molecular
Ensemble under Vibrational Strong Coupling [0.0]
我々は、分子の集合における空洞誘起量子力学を研究するためにシュル・オーディンガー方程式を数値的に解く。
キャビティは,エノールからエネチオールへの水素移動を実際に実施し,光-物質相互作用強度によって移動速度が著しく増加することを示した。
アンサンブルサイズに対する力学の非自明な依存は、明らかにスケールされた単一分子モデルを超えている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T16:58:57Z) - 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) - Formation of robust bound states of interacting microwave photons [148.37607455646454]
相互作用系の目印の1つは、多粒子境界状態の形成である。
我々は,スピン-1/2 XXZモデルの周期量子回路を実装した高忠実度パラメータ化可能なfSimゲートを開発した。
マイクロ波光子を隣接量子ビット上に配置することにより、これらの励起の伝播を研究し、最大5個の光子の結合特性を観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-10T17:52:29Z) - Surface-induced decoherence and heating of charged particles [0.0]
荷電ナノ-マイクロスケール物体の回転量子力学と変換量子力学が、近金属および誘電体表面によってどのように影響を受けるかを記述するための理論ツールボックスを提供する。
結果として生じる量子マスター方程式は、画像電荷とカシミール・ポルダーポテンシャルによるコヒーレントな表面-粒子相互作用、および表面誘起デコヒーレンスと加熱を記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T20:49:42Z) - 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) - Relativistic aspects of orbital and magnetic anisotropies in the
chemical bonding and structure of lanthanide molecules [60.17174832243075]
本研究では, 重同族ランタノイドEr2およびTm2分子の電子的およびロ-振動状態について, 最先端相対論的手法を適用して検討した。
我々は、91のEr2と36のTm2電子ポテンシャルを2つの基底状態原子に解離させることで、信頼できるスピン軌道と相関による分裂を得ることができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-06T15:34:00Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Molecular Interactions Induced by a Static Electric Field in Quantum
Mechanics and Quantum Electrodynamics [68.98428372162448]
我々は、一様静電場を受ける2つの中性原子または分子間の相互作用を研究する。
我々の焦点は、電場誘起静電分極と分散相互作用への主要な寄与の間の相互作用を理解することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T14:45:30Z) - Feynman-Enderlein Path Integral for Single-Molecule Nanofluidics [0.0]
ナノ流体領域における単一分子運動は、複雑な物理的および物理化学的相互作用のために特徴づけが難しい。
Feynman-Enderlein経路積分法を用いた蛍光単分子の準1次元サブ回折制限ナノ流体運動法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-22T11:33:29Z) - Predicting molecular dipole moments by combining atomic partial charges
and atomic dipoles [3.0980025155565376]
高レベル結合クラスター理論を用いて計算した分子$boldsymbolmu$を再現するために、「MuML」モデルが組み合わされた。
校正委員会モデルを用いて予測の不確かさを確実に推定できることを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-27T14:35:37Z)
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。