論文の概要: Searching Axion-like Dark Matter by Amplifying Weak Magnetic Field with Quantum Zeno effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.13393v1
- Date: Wed, 19 Feb 2025 03:09:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-20 13:59:02.638633
- Title: Searching Axion-like Dark Matter by Amplifying Weak Magnetic Field with Quantum Zeno effect
- Title（参考訳）: 量子ゼノ効果による弱磁場増幅によるアクチオン様暗黒物質の探索
- Authors: J. Dong, W. T. He, S. D. Zou, D. L. Zhou, Q. Ai,
- Abstract要約: 量子ゼノ効果(QZE)による核スピンを用いた磁場信号の増幅を理論的に提案する。
ダークマターとエキゾチックな相互作用の新たな制約を確立するための実験の設計に有用なガイダンスを提供する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The enhancement of weak signals and the detection of hypothetical particles, facilitated by quantum amplification, are crucial for advancing fundamental physics and its practical applications. Recently, it was experimentally observed that magnetic field can be amplified by using nuclear spins under Markovian noise, [H. Su, et al., Phys. Rev. Lett. 133, 191801 (2024)]. Here, we theoretically propose amplifying the magnetic-field signal by using nuclear spins by the quantum Zeno effect (QZE). Under identical conditions, we demonstrate that compared to the Markovian case the amplification of the weak magnetic field can be enhanced by a factor about $e^{1/2}$ under a Gaussian noise. Moreover, through numerical simulations we determine the optimal experimental parameters for amplification conditions. This work shows that the combination of the QZE and spin amplification effectively enhances the amplification of the weak magnetic field. Our findings may provide valuable guidance for the design of experiments on establishing new constraints of dark matter and exotic interactions in the near future.
- Abstract（参考訳）: 量子増幅によって促進される弱い信号の増強と仮説粒子の検出は、基礎物理学の進歩とその実用化に不可欠である。
近年, マルコフ雑音下での核スピン(H. Su, et al , Phys. Rev. Lett. 133, 191801 (2024)))を用いて磁場を増幅できることが実験的に観察された。
本稿では、量子ゼノ効果(QZE)による核スピンを用いた磁場信号の増幅を理論的に提案する。
同一条件下では、マルコフの場合と比較して弱磁場の増幅はガウス雑音の下で約$e^{1/2}$で拡張できることを示す。
さらに, 数値シミュレーションにより, 増幅条件に対する最適実験パラメータを決定する。
この研究は、QZEとスピン増幅の組み合わせが弱い磁場の増幅を効果的に促進することを示した。
ダークマターの新たな制約とエキゾチックな相互作用を近い将来に確立するための実験設計のための貴重なガイダンスを提供する可能性がある。
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