論文の概要: Spin-lattice relaxation with non-linear couplings: Comparison between Fermi's golden rule and extended dissipaton equation of motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.04803v1
- Date: Sun, 7 Apr 2024 04:09:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-09 19:40:41.282310
- Title: Spin-lattice relaxation with non-linear couplings: Comparison between Fermi's golden rule and extended dissipaton equation of motion
- Title（参考訳）: 非線型カップリングによるスピン格子緩和:フェルミの黄金律と拡張ディシパトン運動方程式の比較
- Authors: Rui-Hao Bi, Wenjie Dou,
- Abstract要約: フェルミの黄金律(FGR)は磁気分子におけるスピン格子緩和の力学を理解するための経験的な枠組みを提供する。
本稿では,スピン格子緩和速度カーネルを数値的に評価する。
FGRはスピン格子緩和の非マルコフ的性質を無視するので、FGRによって予測される温度依存性は正確な結果から著しく逸脱する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fermi's golden rule (FGR) offers an empirical framework for understanding the dynamics of spin-lattice relaxation in magnetic molecules, encompassing mechanisms like direct (one-phonon) and Raman (two-phonon) processes. These principles effectively model experimental longitudinal relaxation rates, denoted as $T_1^{-1}$. However, under scenarios of increased coupling strength and nonlinear spin-lattice interactions, FGR's applicability may diminish. This paper numerically evaluates the exact spin-lattice relaxation rate kernels, employing the extended dissipaton equation of motion (DEOM) formalism. Our calculations reveal that when quadratic spin-lattice coupling is considered, the rate kernels exhibit a free induction decay-like feature, and the damping rates depend on the interaction strength. We observe that the temperature dependence predicted by FGR significantly deviates from the exact results since FGR ignores the non-Markovian nature of spin-lattice relaxation. Our methods can be readily applied to other systems with nonlinear spin-lattice interactions and provide valuable insights into the temperature dependence of $T_1$ in molecular qubits.
- Abstract（参考訳）: フェルミの黄金律(FGR)は、磁気分子におけるスピン格子緩和のダイナミクスを理解するための実証的な枠組みを提供し、直接(1フォノン)やラマン(2フォノン)プロセスのような機構を含んでいる。
これらの原理は、T_1^{-1}$と表される実験的な縦緩和率を効果的にモデル化する。
しかし、結合強度の増加と非線形スピン格子相互作用のシナリオでは、FGRの適用性が低下する可能性がある。
本稿では、拡張ディシパトン運動方程式(DEOM)を用いて、正確なスピン格子緩和速度カーネルを数値的に評価する。
計算の結果, 2次スピン格子結合を考えると, 速度核は自由誘導減衰様の特徴を持ち, 減衰速度は相互作用強度に依存することがわかった。
FGRはスピン格子緩和の非マルコフ的性質を無視するので、FGRによって予測される温度依存性は正確な結果から著しく逸脱する。
本手法は, 非線形スピン格子相互作用を持つ他の系にも容易に適用でき, 分子量子ビットにおけるT_1$の温度依存性に関する貴重な知見を得ることができる。
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