論文の概要: Efficient Detection of Statistical RF Fields at High Magnetic Field with a Quantum Sensor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12954v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 09:06:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 12:28:36.382635
• Title: Efficient Detection of Statistical RF Fields at High Magnetic Field with a Quantum Sensor
• Title（参考訳）: 量子センサを用いた高磁場における統計的RF場の検出
• Authors: Rouven Maier, Cheng-I Ho, Hitoshi Sumiya, Shinobu Onoda, Junichi Isoya, Vadim Vorobyov, Jörg Wrachtrup,
• Abstract要約: 核磁気共鳴分光法(NMR)は、化学、物質科学、神経科学など様々な分野で広く用いられている。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を用いたナノスケールNMR分光法は、単スピンレベルへの前例のない感度低下により、有望なプラットフォームとして登場した。 統計的発振信号の整合化によるコヒーレント平均化を実現するための2つのプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is widely used in fields ranging from chemistry, material science to neuroscience. Nanoscale NMR spectroscopy using Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond has emerged as a promising platform due to an unprecedented sensitivity down to the single spin level. At the nanoscale, high nuclear spin polarization through spin fluctuations (statistical polarization) far outweighs thermal polarization. However, until now efficient NMR detection using coherent averaging techniques could not be applied to the detection of statistical polarization, leading to long measurement times. Here we present two protocols to enable coherent averaging of statistical oscillating signals through rectification. We demonstrate these protocols on an artificial radiofrequency signal detected with a single NV center at 2.7 T. Through this, the signal-to-noise scaling with number of measurements $N$ is improved from $N^{0.5}$ to $N^1$, improving the measurement time significantly. The relevance of rectification for the detection of statistical polarization using NV ensembles is outlined, paving the way for efficient nanoscale NMR spectroscopy.
• Abstract（参考訳）: 核磁気共鳴分光法(NMR)は、化学、物質科学、神経科学など様々な分野で広く用いられている。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を用いたナノスケールNMR分光法は、単スピンレベルへの前例のない感度低下により、有望なプラットフォームとして登場した。 ナノスケールでは、スピンゆらぎ(統計偏光)による高い核スピン偏光は熱偏光よりもはるかに多い。 しかし、これまでコヒーレント平均化技術を用いた効率的なNMR検出は統計的偏光の検出には適用できず、長い測定時間に繋がった。 本稿では,統計的発振信号の整流によるコヒーレント平均化を実現するための2つのプロトコルを提案する。 これらのプロトコルは、単一のNV中心で2.7Tで検出された人工電波信号上で実証される。これにより、N$を$N^{0.5}$から$N^1$に改善し、測定時間を大幅に改善する。 NVアンサンブルを用いた統計分極検出における補正の関連性について概説し、効率的なナノスケールNMR分光法を提案する。

関連論文リスト

• A New Bite Into Dark Matter with the SNSPD-Based QROCODILE Experiment [55.46105000075592]
  低エネルギー(QROCODILE)におけるダークマターインシデントのための量子分解能線極低温観測による最初の結果を示す。 QROCODILE実験では、暗黒物質散乱と吸収の標的とセンサーとして、マイクロワイヤベースの超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)を使用している。 サブMeVダークマター粒子と30keV以下の質量との相互作用に関する新たな世界的制約を報告した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-20T19:00:00Z)
• High-Field Microscale NMR Spectroscopy with NV Centers in Dipolarly-Coupled Samples [0.0]
  ダイヤモンドベースの量子センサーは、マイクロスケールでの高分解能NMR分光を可能にした。 本稿では,高磁場下での双極子結合試料中の核スピンの走査を可能にするプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-21T15:14:16Z)
• Nutation-Based Longitudinal Sensing Protocols for High-Field NMR With Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [0.0]
  ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、ナノスケールとミクロンの試料の核磁気共鳴(NMR)分光を可能にする。 パルス誤差、有限パルス長、核スピンスピン結合がNMRスペクトルに与える影響を論じる。 DRACAERISは従来の縦磁化検出プロトコルよりもパルス不完全性や非共鳴効果の影響を受けにくいことが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-12T16:58:01Z)
• Optimal Sensing Protocol for Statistically Polarized Nano-NMR with NV Centers [4.866254682673853]
  位相感度プロトコルは、ほとんどの実験シナリオにおいて優れていることを示す。 現在までに最も正確な統計偏光ナノNMRQdyne検出実験を行っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-24T08:32:28Z)
• All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [52.77024349608834]
  マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。 我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。 この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z)
• Quantum Heterodyne Sensing of Nuclear Spins via Double Resonance [0.0]
  ヘテロダインアプローチはスペクトル分解における電子スピン寿命限界を克服するために広く用いられている。 この研究は、NV中心を持つ高磁場ナノスケールヘテロダインNMRプロトコルへの道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-20T13:48:59Z)
• Nanometer-Scale Nuclear Magnetic Resonance Diffraction with Sub-\AA ngstrom Precision [0.0]
  核磁気共鳴回折(NMRd)を用いたナノMRIの新しいアプローチを提案する。 NMRdを原子スケールで実現することで、NMRの分光能力を利用した材料評価のための強力な新しい方法論が生み出される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-01T05:53:52Z)
• DC Quantum Magnetometry Below the Ramsey Limit [68.8204255655161]
  従来の$Tast$-limited dcマグネトメトリーの感度を超えるdc磁場の1桁以上の量子センシングを実証する。 スピンコヒーレンス時間に匹敵する周期で回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心を用い, 磁気感度の計測時間と回転速度依存性を特徴づけた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-27T07:32:53Z)
• Investigation and comparison of measurement schemes in the low frequency biosensing regime using solid-state defect centers [58.720142291102135]
  ダイヤモンドの固体欠陥は、高い感度と時間分解能を持つ有望な量子センサーを作る。 不均質な拡張と駆動振幅の変動は、使用したセンシング方式によって感度に異なる影響を及ぼした。 連続波(CW)光磁気共鳴(ODMR)分光法, πパルスODMR法, ラムゼー干渉法に基づくスキームの予測感度を数値解析し, 比較した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-27T13:05:23Z)
• Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
  本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。 超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z)
• Real-time estimation of the optically detected magnetic resonance shift in diamond quantum thermometry [47.50219326456544]
  ナノダイヤモンド(NDs)における窒素空孔中心の光検出磁気共鳴(ODMR)の周波数シフトのリアルタイム推定手法について検討する。 近年,多点ODMR測定とND粒子追跡を蛍光顕微鏡に効果的に統合することで,生体内温度の安定なモニタリングが実証されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-12T01:44:35Z)

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。