論文の概要: Quantum Memory Enhanced Multipoint Correlation Spectroscopy for Statistically Polarized NMR
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18930v1
- Date: Mon, 24 Mar 2025 17:51:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 14:35:02.806574
- Title: Quantum Memory Enhanced Multipoint Correlation Spectroscopy for Statistically Polarized NMR
- Title（参考訳）: 統計的偏極NMRのための量子メモリ強化多点相関分光法
- Authors: Tobias Spohn, Nicolas Staudenmaier, Philipp J. Vetter, Timo Joas, Thomas Unden, Ilai Schwartz, Philipp Neumann, Genko Genov, Fedor Jelezko,
- Abstract要約: スピンアンサンブルを用いたナノスケールにおける統計的偏光試料の時間的測定を可能にするため,多点相関分光法を提案する。
推定信号周波数における単一ヘルツの不確実性を実現し,ナノスケール核磁気共鳴技術の可能性を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Nuclear magnetic resonance spectroscopy with solid-state spin sensors is a promising pathway for the detection of nuclear spins at the micro- and nanoscale. Although many nanoscale experiments rely on a single sensor spin for the detection of the signal, leveraging spin ensembles can enhance sensitivity, particularly in cases in which the signal merely originates from statistically polarized nuclear spins. In this work, we introduce multipoint correlation spectroscopy, that combines the advantages of two well-established methods -- correlation spectroscopy and quantum heterodyne detection -- to enable temporally efficient measurements of statistically polarized samples at the nanoscale with spin ensembles. We present a theoretical framework for this approach and demonstrate an experimental proof of concept with a nitrogen vacancy center in diamond. We achieve single hertz uncertainty in the estimated signal frequency, highlighting the potential applications of the technique for nanoscale nuclear magnetic resonance.
- Abstract（参考訳）: 固体スピンセンサを用いた核磁気共鳴分光法は、マイクロスケールおよびナノスケールでの核スピンの検出に有望な経路である。
多くのナノスケール実験は、信号を検出するために単一のセンサースピンに依存するが、特に信号が統計的に偏極化された核スピンからのみ生じる場合、スピンアンサンブルを利用すると感度が向上する。
本研究では, スピンアンサンブルを用いたナノスケールにおける統計的偏光試料の時間的効率的な測定を可能にするために, 相関分光法と量子ヘテロダイン検出法という, 確立された2つの手法の利点を組み合わせた多点相関分光法を提案する。
提案手法の理論的枠組みを示し, ダイヤモンド中の窒素空孔中心による概念実証実験を行った。
推定信号周波数における単一ヘルツの不確実性を実現し,ナノスケール核磁気共鳴技術の可能性を強調した。
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