論文の概要: Spin Squeezing of Macroscopic Nuclear Spin Ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.14103v1
• Date: Wed, 19 Feb 2025 21:16:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-21 14:24:58.324756
• Title: Spin Squeezing of Macroscopic Nuclear Spin Ensembles
• Title（参考訳）: マクロスコピック・スピン・アンサンブルのスピン・スクイーズ
• Authors: Eric Boyers, Garry Goldstein, Alexander O. Sushkov,
• Abstract要約: マクロなスピンアンサンブルのスクイージングは、基礎物理学実験に有用な技術であることが証明される。 脱コヒーレンスと有限スピン偏極の存在下でのスクイージングダイナミクスを解析し、いくつかの核スピン系において7dBスピンスクイージングの実現が可能であることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License:
• Abstract: Spin squeezing has been explored in atomic systems as a tool for quantum sensing, improving experimental sensitivity beyond the spin standard quantum limit for certain measurements. To optimize absolute metrological sensitivity, it is beneficial to consider macroscopic spin ensembles, such as nuclear spins in solids and liquids. Coupling a macroscopic spin ensemble to a parametrically-modulated resonant circuit can create collective spin squeezing by generating spin correlations mediated by the circuit. We analyze the squeezing dynamics in the presence of decoherence and finite spin polarization, showing that achieving 7 dB spin squeezing is feasible in several nuclear spin systems. The metrological benefit of squeezing a macroscopic spin ensemble lies in the suppression of technical noise sources in the spin detection system relative to the spin projection noise. This expands the experimental sensitivity bandwidth when searching for signals of unknown frequency and can improve the resonant signal-to-noise ratio. Squeezing macroscopic spin ensembles may prove to be a useful technique for fundamental physics experiments aimed at detecting spin interactions with oscillating background fields, such as ultralight dark matter.
• Abstract（参考訳）: スピンスクイージングは、特定の測定のためにスピン標準量子限界を超える実験感度を向上させる量子センシングのツールとして原子系で研究されている。 絶対的なメロジカル感度を最適化するためには、固体や液体の核スピンのようなマクロなスピンアンサンブルを考えることが有用である。 マクロスピンアンサンブルをパラメトリック変調共振回路に結合することで、回路によって媒介されるスピン相関を生成することで、集合スピンスクイーズを生成することができる。 脱コヒーレンスと有限スピン偏極の存在下でのスクイージングダイナミクスを解析し、いくつかの核スピン系において7dBスピンスクイージングの実現が可能であることを示した。 マクロなスピンアンサンブルをスクイーズするメリットは、スピンプロジェクションノイズに対するスピン検出システムにおける技術的ノイズ源の抑制にある。 これにより、未知周波数の信号を探す際の実験感度帯域を拡大し、共振信号対雑音比を改善することができる。 超軽量暗黒物質のような振動する背景場とのスピン相互作用を検出することを目的とした基礎物理学実験において、スクイージングのマクロなスピンアンサンブルは有用な技術であることが証明されている。

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