論文の概要: Nuclear Magnetic Resonance with a Levitating Micro-Particle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19754v1
• Date: Mon, 29 Jul 2024 07:35:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-30 14:45:43.901565
• Title: Nuclear Magnetic Resonance with a Levitating Micro-Particle
• Title（参考訳）: 浮遊微小粒子による核磁気共鳴
• Authors: J. Voisin, A. Durand, T. Copie, M. Perdriat, G. Hétet,
• Abstract要約: 我々は,窒素14原子の核スピンを用いて微小ダイヤモンド中の核磁気共鳴(NMR)を観測した。 この結果から, 粒子の運動場への冷却など, 様々な応用が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spans diverse fields from biology to quantum science. Employing NMR on a floating object could unveil novel possibilities beyond conventional operational paradigms. Here, we observe Nuclear Magnetic Resonance (NMR) within a levitating micro-diamond using the nuclear spins of nitrogen-14 atoms. By tightly confining the angular degrees of freedom of the diamond in a Paul trap, we achieve efficient hyperfine interaction between optically polarized electronic spins of nitrogen-vacancy centers and the $^{14}$N nuclear spin, enabling nuclear spin polarization and quantum state read-out revealing coherence times up to hundreds of microseconds. This represents the longest recorded spin coherence time in a levitated system, surpassing previous records by three orders of magnitude. Our results offer promise for various applications, including cooling macroscopic particles to their motional ground state and exploring geometric phases for gyroscopy.
• Abstract（参考訳）: 核磁気共鳴(NMR)は生物学から量子科学まで様々な分野にまたがる。 浮動小数点体にNMRを用いると、従来の運用パラダイムを超える新たな可能性を明らかにする可能性がある。 ここでは、窒素14原子の核スピンを用いて、浮遊する微小ダイヤモンドの中で核磁気共鳴(NMR)を観測する。 ポールトラップでダイヤモンドの角度を密閉することにより、窒素空孔中心の光学偏光電子スピンと$^{14}$N核スピンとの効率的な超微粒子相互作用を実現し、核スピンの偏光と量子状態の読み出しを可能にし、数百マイクロ秒までのコヒーレンス倍のコヒーレンスを露呈する。 これは、浮遊系で記録された最長のスピンコヒーレンス時間であり、過去の記録を3桁の規模で上回っている。 この結果から, 粒子の運動状態への冷却, ジャイロスコープの幾何学的位相の探索など, 様々な応用が期待できる。

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