論文の概要: Waveguide QED at the onset of spin-spin correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03727v1
• Date: Thu, 4 Apr 2024 18:00:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-08 17:45:28.708902
• Title: Waveguide QED at the onset of spin-spin correlations
• Title（参考訳）: スピン-スピン相関の開始における導波路QED
• Authors: Sebastián Roca-Jerat, Marcos Rubín-Osanz, Mark D. Jenkins, Agustín Camón, Pablo J. Alonso, David Zueco, Fernando Luis,
• Abstract要約: 結晶Bに属する分子は1次元スピン鎖を形成する。 マイクロ波透過は、準恒等スピンと伝播光子の集団結合の証拠を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We experimentally explore the competition between light-mediated and direct matter-matter interactions in waveguide quantum electrodynamics. For this, we couple a superconducting line to a model magnetic material, made of organic free radical DPPH molecules with a spin $S=1/2$ and a $g_{S}$ factor very close to that of a free electron. The microwave transmission has been measured in a wide range of temperatures ($0.013$ K $\leq T \leq 2$ K), magnetic fields ($0\leq B \leq 0.5$ T) and frequencies ($0 \leq \omega/2 \pi \leq 14$ GHz). We find that molecules belonging to the crystal sublattice B form one-dimensional spin chains. Temperature then controls intrinsic spin correlations along the chain in a continuous and monotonic way. In the paramagnetic region ($T > 0.7$ K), the microwave transmission shows evidences for the collective coupling of quasi-identical spins to the propagating photons, with coupling strengths that reach values close to the dissipation rates. As $T$ decreases, the growth of intrinsic spin correlations, combined with the anisotropy in the spin-spin exchange constants, break down the collective spin-photon coupling. In this regime, the temperature dependence of the spin resonance visibility reflects the change in the nature of the dominant spin excitations, from single spin flips to bosonic magnons, which is brought about by the magnetic correlation growth.
• Abstract（参考訳）: 導波路量子電磁力学における光媒介と直接物質-物質相互作用の競合について実験的に検討する。 このために、スピンが$S=1/2$と$g_{S}$因子が自由電子に非常に近い有機フリーラジカルDPPH分子からなるモデル磁性材料に超伝導線を結合する。 マイクロ波伝送は、幅広い温度(0.013$ K $\leq T \leq 2$ K)、磁場(0\leq B \leq 0.5$ T)、周波数(0 \leq \omega/2 \pi \leq 14$ GHz)で測定されている。 結晶Bに属する分子は1次元スピン鎖を形成する。 温度は鎖に沿った固有スピン相関を連続的かつ単調に制御する。 常磁性領域 (T > 0.7$K) では、マイクロ波透過は準恒等スピンが伝播する光子に結合する証拠を示し、その結合強度は散逸速度に近い値に達する。 T$が減少すると、スピン-スピン交換定数の異方性と組み合わさってスピン-光子結合が崩壊する。 この状態において、スピン共鳴可視性の温度依存性は、磁気相関成長によって引き起こされる1つのスピンフリップからボソニックマグノンへの支配的なスピン励起の性質の変化を反映している。

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