論文の概要: Hole burning experiments and modeling in erbium-doped silica glass fibers down to millikelvin temperatures: evidence for ultra-long population storage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16013v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 16:03:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-23 16:23:30.774198
- Title: Hole burning experiments and modeling in erbium-doped silica glass fibers down to millikelvin temperatures: evidence for ultra-long population storage
- Title（参考訳）: エルビウムドープシリカガラス繊維のミリケルビン温度下におけるホール燃焼実験とモデリング-超長期保存の証拠
- Authors: Mahdi Bornadel, Sara Shafiei Alavijeh, Farhad Rasekh, Nasser Gohari Kamel, Faezeh Kimiaee Asadi, Erhan Saglamyurek, Daniel Oblak, Christoph Simon,
- Abstract要約: 超低温で、磁場が変化しても、スピン緩和のダイナミクスは異なる条件で変化することが判明した。
崩壊成分の比較的安定な相対重みは、観察された緩和ダイナミクスに寄与する異なるイオンの集団を示唆している。
これらの結果は、EDFが量子メモリアプリケーションの候補として有望であり、さらなる最適化の余地があることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We use spectral hole burning to investigate spin dynamics within the electronic Zeeman sublevels of the ground state of the erbium ions in erbium-doped fibers (EDF). Conducted at ultra-low temperatures and under varying magnetic fields, our study reveals distinct changes in spin relaxation dynamics across different conditions. We identified three decay components at approximately 7 mK, with one achieving spin lifetimes of over 9 hours under optimal conditions, while two components were observed at higher temperatures. The fairly stable relative weights of the decay components across conditions suggest distinct ion populations contributing to the observed relaxation dynamics. While earlier studies struggled to account for all decay components at higher temperatures, our approach successfully models spin dynamics across all observed decay components, using a consistent set of underlying mechanisms, including spin flip-flop interactions, direct coupling to two-level systems, and Raman-type processes, and distinguishes the decay components by the strengths with which these mechanisms contribute. These results suggest EDFs' potential as a promising candidate for quantum memory applications, with further room for optimization.
- Abstract（参考訳）: 我々は、エルビウムドープファイバ(EDF)におけるエルビウムイオンの基底状態の電子ゼーマン準位におけるスピンダイナミクスを調べるために、スペクトルホールバーニングを用いる。
超低温で、磁場が変化しても、スピン緩和のダイナミクスは異なる条件で変化することが判明した。
約7mKで3つの崩壊成分を同定し, スピン寿命は最適条件下で9時間以上であり, 高温では2つの成分が観察された。
崩壊成分の比較的安定な相対重みは、観察された緩和ダイナミクスに寄与する異なるイオンの集団を示唆している。
以前の研究では、高温での全ての崩壊成分の計算に苦慮していたが、スピンフリップフロップ相互作用、二層系への直接結合、ラマン型プロセスなど、全ての観測された崩壊成分のスピンダイナミクスをモデル化し、これらのメカニズムが寄与する強度によって崩壊成分を区別することに成功した。
これらの結果は、EDFが量子メモリアプリケーションの候補として有望であり、さらなる最適化の余地があることを示唆している。
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