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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03727v2
• Date: Fri, 10 Jan 2025 08:51:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 18:45:09.733707
• Title: Waveguide quantum electrodynamics 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量子電磁力学
• Authors: Sebastián Roca-Jerat, Marcos Rubín-Osanz, Mark D. Jenkins, Agustín Camón, Pablo J. Alonso, David Zueco, Fernando Luis,
• Abstract要約: 2つの結晶基板の1つに属する分子が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:
• Abstract: We explore the competition between light-mediated and intrinsic matter-matter interactions in waveguide quantum electrodynamics. For this, we couple a superconducting transmission line to a model magnetic material, made of organic free radical 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 one of the two crystal sublattices form one-dimensional spin chains. Temperature then controls the intrinsic correlations along these chains 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 spin correlations, combined with the anisotropy in the spin-spin exchange constants, tend to suppress the collective spin-photon coupling. In this regime, the spin visibility in transmission reflects also a gradual change in the nature of the dominant spin excitations, from single spin flips to bosonic magnons.
• Abstract（参考訳）: 導波路量子電磁力学における光媒介物質-物質-物質相互作用の競合について検討する。 このために、スピンが$S=1/2$と$g_{S}$ファクタが自由電子に非常に近い有機フリーラジカル分子からなるモデル磁性材料に超伝導透過線を結合する。 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。 2つの結晶基板の1つに属する分子が1次元スピン鎖を形成する。 温度は、これらの鎖に沿った固有相関を連続的かつ単調な方法で制御する。 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相関の成長とスピン-スピン交換定数の異方性が組み合わされ、スピン-光子結合が抑制される傾向にある。 この状態において、伝達におけるスピン可視性は、単一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段階的な変化を反映する。

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