論文の概要: Universal Reconstruction of Complex Magnetic Profiles with Minimum Prior Assumptions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.18882v2
- Date: Fri, 17 Oct 2025 20:18:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 00:56:38.139868
- Title: Universal Reconstruction of Complex Magnetic Profiles with Minimum Prior Assumptions
- Title（参考訳）: 前提条件を最小に設定した複素磁気プロファイルの普遍的再構成
- Authors: Changyu Yao, Yue Yu, Yinyao Shi, Ji-In Jung, Zoltan Vaci, Yizhou Wang, Zhongyuan Liu, Chuanwei Zhang, Sonia Tikoo-Schantz, Chong Zu,
- Abstract要約: 計測された磁場から空間的に変化する磁化密度を再構成する新しい,効率的な方法を提案する。
現実的な実験条件下での多種多様な磁性構造をシミュレーションし,本手法の有効性を検証した。
我々のアプローチは、複雑な磁化プロファイルを探索するための汎用的で普遍的なツールを提供し、将来の量子センシング実験への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.951457419224631
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Understanding intricate magnetic structures in materials is essential for advancing materials science, spintronics, and geology. Recent developments of quantum-enabled magnetometers, such as nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond, have enabled direct imaging of magnetic field distributions across a wide range of magnetic profiles. However, reconstructing the magnetization from an experimentally measured magnetic field map is a complex inverse problem, further complicated by measurement noise, finite spatial resolution, and variations in sample-to-sensor distance. In this work, we present a novel and efficient GPU-accelerated method for reconstructing spatially varying magnetization density from measured magnetic fields with minimal prior assumptions. We validate our method by simulating diverse magnetic structures under realistic experimental conditions, including multi-domain ferromagnetism and magnetic spin textures such as skyrmion, anti-skyrmion, and meron. Experimentally, we reconstruct the magnetization of a micrometer-scale Apollo lunar mare basalt (sample 10003,184) and a nanometer-scale twisted double-trilayer CrI3. The basalt exhibits soft ferromagnetic domains consistent with previous paleomagnetic studies, whereas the CrI3 system reveals a well-defined hexagonal magnetic Moire superlattice. Our approach provides a versatile and universal tool for investigating complex magnetization profiles, paving the way for future quantum sensing experiments.
- Abstract（参考訳）: 物質の複雑な磁気構造を理解することは、物質科学、スピントロニクス、地質学の発展に不可欠である。
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のような量子可能な磁気センサの最近の発展により、幅広い磁気プロファイルの磁場分布の直接イメージングが可能になった。
しかし、実験的に測定された磁場マップから磁化を再構成することは複雑な逆問題であり、測定ノイズ、有限空間分解能、サンプル-センサー距離の変動によりさらに複雑になる。
本研究では,最小の前提条件で測定された磁場から空間的に変化する磁化密度を再構成する,新しい,効率的なGPU加速法を提案する。
本研究では, マルチドメイン強磁性, スカイミオン, アンチ・スケミオン, メロンなどの磁気スピンテクスチャなど, 現実的な実験条件下での多様な磁性構造をシミュレーションして検証する。
実験により,ミクロスケールのアポロ月面マア玄武岩 (10003,184サンプル) とナノスケールのねじれた2重三層CrI3の磁化を再構成した。
玄武岩は以前の古磁性の研究と整合した軟強磁性領域を示し、CrI3系はよく定義された六角形磁気モアレ超格子を示す。
我々のアプローチは、複雑な磁化プロファイルを探索するための汎用的で普遍的なツールを提供し、将来の量子センシング実験への道を開く。
関連論文リスト
- Observation of Magnetic Devil's Staircase-Like Behavior in Quasiperiodic Qubit Lattices [55.2480439325792]
悪魔の階段(DS)現象は、外界への磁化のフラクタル反応である。
我々は、単純で効果的なIsing-modelフレームワークにおいて、外部磁場の増加によって引き起こされる急激な磁気遷移を多数発見する。
本研究は,DSの挙動が周期的システムに限定されているという一般的な見方に挑戦する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-24T21:39:06Z) - Controllable and Continuous Quantum Phase Transitions in Intrinsic Magnetic Topological Insulator [50.54133633499971]
本研究では,n型ドーピング特性が強く抑制される固有磁気トポロジカル材料MnBi2Te4について検討した。
角度分解光電子分光法、輸送測定法、第一原理計算に基づいて、2つの磁気誘起TPTを明らかにする。
本研究は,MnBi2Te4系における固有磁気トポロジカル状態の実現を図り,制御可能かつ連続的なTPTを実現するための理想的なプラットフォームを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-08T03:46:54Z) - Generalized Gouy Rotation of Electron Vortex beams in uniform magnetic fields [54.010858975226945]
磁場中における相対論的同軸方程式の正確な解を用いた磁場中のEVBのダイナミクスについて検討する。
一般化されたグーイ回転の下で異なる状態について統一的に記述し、グーイ位相をEVB回転角にリンクする。
この研究は、磁場中のEVBのダイナミクスに関する新たな洞察を与え、渦粒子のビーム操作とビーム光学の実践的応用を示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-03T03:29:56Z) - AI-accelerated Discovery of Altermagnetic Materials [48.261668305411845]
新たな磁気相であるオルテルマグネティズムは、強磁性と反強磁性とを区別して理論的に提案され、実験的に検証されている。
本稿では,AI検索エンジンによる自動発見手法を提案する。
金属、半導体、絶縁体をカバーする新しい50の磁気材料を発見しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-08T01:06:48Z) - Unveiling Exotic Magnetic Phases in Fibonacci Quasicrystalline Stacking
of Ferromagnetic Layers through Machine Learning [0.0]
本稿では,ファンデルワールス磁性体を用いた強磁性層のフィボナッチ準結晶積層について検討した。
この準結晶系における幾何学的フラストレーションと磁気秩序の複雑な関係を示す磁性ヘテロ構造のモデルを構築した。
我々は機械学習アプローチを採用し、このシステムの複雑な磁気挙動を明らかにする強力なツールであることが証明されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-29T19:03:12Z) - Imaging magnetism evolution of magnetite to megabar pressure range with
quantum sensors in diamond anvil cell [57.91882523720623]
我々は,高感度・サブスケール空間分解能を有するメガバール圧力のその場磁気検出技術を開発した。
強強強磁性体(アルファ-Fe3O4)から弱い強磁性体(ベータ-Fe3O4)、最後に非磁性体(ガンマ-Fe3O4)への大気圧域におけるFe3O4のマクロ磁気遷移を観察する。
提案手法は磁気系のスピン軌道結合と磁気-超伝導の競合について検討することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-13T15:19:22Z) - Revealing Emergent Magnetic Charge in an Antiferromagnet with Diamond
Quantum Magnetometry [42.60602838972598]
トポロジカルテクスチャの反面、磁気材料のエキゾチックな位相において重要な役割を担い、論理とメモリの応用を約束する。
反強磁性体では、これらのテクスチャは強磁性体に対する安定性とより高速なダイナミクスを示す。
無視可能なバックアクションによる高感度ベクトル磁場センシングの需要を満たす技術は、ダイヤモンド量子磁気メトリーである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-21T18:30:20Z) - Toward deep-learning-assisted spectrally-resolved imaging of magnetic
noise [52.77024349608834]
本研究では,基礎となるゆらぎ磁場のスペクトル密度を効率的に再構成するディープニューラルネットワークを実装した。
これらの結果は、色中心に基づくナノスケールセンシングとイメージングに機械学習手法を適用する機会を生み出す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-01T19:18:26Z) - Measuring the magnon-photon coupling in shaped ferromagnets: tuning of
the resonance frequency [50.591267188664666]
キャビティ光子と強磁性スピンの励起は ハイブリッドアーキテクチャで情報交換できる
速度向上は通常、電磁キャビティの幾何学を最適化することで達成される。
強磁性体の基本周波数を設定することにより、強磁性体の幾何学も重要な役割を果たすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-08T11:28:31Z) - Machine-learning-enhanced quantum sensors for accurate magnetic field
imaging [0.0]
磁場の局所検出はナノ・マイクロ材料の特徴付けに不可欠である。
ダイヤモンドナノ粒子(ナノダイヤモンド)は、空間分解能を高める魅力的な機会を提供する。
このようなランダム指向ナノダイアモンドアンサンブル(NDE)の物理モデルが利用可能であるが、実際の実験条件の複雑さは依然として磁場の低減の精度を制限している。
ここでは,NDEと機械学習を組み合わせた1.8mu$Tの高精度な磁場イメージングを物理モデルなしで実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-01T12:48:06Z) - Surpassing the Energy Resolution Limit with ferromagnetic torque sensors [55.41644538483948]
標準量子限界における熱力学ノイズと機械的検出ノイズを考慮した最適磁場分解能の評価を行った。
近年の文献で指摘されているエネルギー分解限界(ERL, Energy Resolution Limit)は, 桁違いに超えることがある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-29T15:44:12Z) - Magnetic domains and domain wall pinning in two-dimensional ferromagnets
revealed by nanoscale imaging [1.614014297785306]
ダイヤモンドプローブにおける窒素空孔中心の単一電子スピンを用いた低温走査磁力計を用い,磁区の存在を明白に証明した。
この手法の高空間分解能は磁区のイメージングを可能にし、欠陥によって固定された領域壁の解決を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-28T16:07:07Z) - Single-spin scanning magnetic microscopy with radial basis function
reconstruction algorithm [21.678442505821835]
磁気共鳴周波数を追跡することにより,ミリスラ磁場を撮像する手法を提案する。
放射基底関数アルゴリズムを用いて、輪郭線から磁場を再構成する。
提案手法は, 最大磁場勾配が0.86mT/ピクセルであった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-27T10:33:23Z)
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。