論文の概要: Cavity-enhanced spectroscopy of individual nuclear spins in a dense bath

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12957v1
• Date: Thu, 17 Apr 2025 14:03:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-18 14:35:32.990581
• Title: Cavity-enhanced spectroscopy of individual nuclear spins in a dense bath
• Title（参考訳）: 高密度浴中における個々の核スピンのキャビティ強調分光
• Authors: Alexander Ulanowski, Olivier Kuijpers, Benjamin Merkel, Adrian Holzäpfel, Andreas Reiserer,
• Abstract要約: エコーによる電子スピンと周囲の核スピンの超超微細相互作用の分光は、固体中のスピンの微視的磁気環境の詳細な洞察を可能にする。 個々の核スピンを高密度の浴槽で分解することは際立った挑戦であり、それらの多くは同等の結合強度を示す。 ここでは、発光体を高強度共振器に統合し、非常に低濃度でも強い光エコーを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License:
• Abstract: Echo-based spectroscopy of the superhyperfine interaction of an electronic spin with nuclear spins in its surroundings enables detailed insights into the microscopic magnetic environment of spins in solids. Still, it is an outstanding challenge to resolve individual nuclear spins in a dense bath, in which many of them exhibit a comparable coupling strength. This simultaneously requires a high spectral resolution and a large signal-to-noise ratio. However, when probing spin ensembles, dipolar interactions between the dopants can lead to a concentration-dependent trade-off between resolution and signal. Here, we fully eliminate this limitation of previous optical-echo-envelope-modulation spectroscopy experiments by integrating the emitters into a high-finesse resonator, which allows for strong optical echoes even at very low concentrations. To demonstrate its potential, the technique is applied to erbium dopants in yttrium-orthosilicate (Er:YSO). Achieving an unprecedented spectral resolution enables precise measurements of the superhyperfine interaction with four of the Y nuclear spins densely surrounding each emitter. The achieved boost of the signal, enabled by the resonator, allows for extending the approach to the lowest concentration possible -- to the level of single dopants, thereby providing a tool for detecting and studying individual nuclear spins. Thus, our technique paves the way for an improved understanding of dense nuclear spin baths in solids.
• Abstract（参考訳）: エコーによる電子スピンと周囲の核スピンの超超微細相互作用の分光は、固体中のスピンの微視的磁気環境の詳細な洞察を可能にする。 それでも、個々の核スピンを高密度の浴槽で分解することは際立った挑戦であり、それらの多くは同等の結合強度を示す。 これは同時に高いスペクトル分解能と大きな信号対雑音比を必要とする。 しかし、スピンアンサンブルを探索する場合、ドーパント間の双極子相互作用は、解像度と信号の間の濃度依存性のトレードオフにつながる。 ここでは, 発光器を高精細共振器に一体化することにより, 光-エコ-エンベロープ-変調分光実験のこの限界を完全に排除し, 極低濃度でも強い光エコーを可能にする。 その可能性を実証するために、この技術はイットリウム・オルトシリケート(Er:YSO)のエルビウムドーパントに適用される。 前例のない分光分解能を得ることで、各エミッタを密に囲む4つのY核スピンとの超超微細相互作用を正確に測定することができる。 共振器によって実現された信号の強化により、アプローチを可能な限り低い濃度まで拡張することができ、単一のドーパントレベルまで拡張することで、個々の核スピンを検出して研究するためのツールを提供する。 そこで本手法は, 固体中の高密度核スピン浴の理解を深める道を開く。

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)
• Pentacene-Doped Naphthalene for Levitated Optomechanics [0.8192907805418583]
  本研究では, 磁気浮上材料としてペンタセンドープナフタレンを導入し, 物質波干渉法や核磁気共鳴に魅力的な用途を提供する。 ペンタセンをドープしたナフタレンは、その核スピンアンサンブルの顕著な分極性を提供し、極低温で80%を超える分極率を達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-22T17:51:54Z)
• Hyperpolarisation of nuclear spins: polarisation blockade [0.0]
  パルスベースのプロトコルは、電子欠陥スピンの光学的に誘起された偏光を周囲の核スピンに効率的に伝達することが示されている。 核スピンの偏極共鳴が、電子中心スピンに強い対角結合を持つ単一スピンであるブロッキングスピンとほぼ縮退すると、中心共鳴領域から変位する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-07T15:02:54Z)
• Optical protection of alkali-metal atoms from spin relaxation [5.964436882344728]
  本稿では,アルカリ金属原子を単一共振光ビームを用いてスピン緩和から継続的に保護する機構について述べる。 セシウム原子のスピン脱コヒーレンスを極大に抑制し、ランダムなスピン交換衝突から同時に保護し、スピン緩和からも部分的に保護する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-26T01:19:29Z)
• Electrical readout microwave-free sensing with diamond [0.0]
  電子スピン共鳴スペクトルをナノスケールの電子スピン共鳴スペクトルで測定する方法として、地中相互緩和特性の光電気的読み出しが有用である。 このアプローチはスピン密度を決定し、局所環境を特徴づけるための潜在的な解決策を提供するかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-05T19:40:10Z)
• Spin-to-Charge conversion with electrode confinement in diamond [0.0]
  ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、量子力学、通信、計算に幅広い可能性を持つ。 その利用の鍵は、光スピンコントラストがどれほど大きいか、スピン状態の読み出しの関連性にある。 外部電極の使用と低温に依存するスピン・ツー・チャージプロトコルとのコントラストを改善するための新しいメカニズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-20T07:16:18Z)
• Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition [54.088309058031705]
  クロック遷移は磁気ノイズから分子スピン量子ビットを保護する。 核自由度への線形結合は、電子コヒーレンスの変調と崩壊を引き起こす。 核浴への量子情報漏洩がないことは、他のデコヒーレンス源を特徴づける機会を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:23:47Z)
• Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin bath [55.41644538483948]
  スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。 窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。 我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z)
• 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)
• Optically pumped spin polarization as a probe of many-body thermalization [50.591267188664666]
  ダイヤモンド中の13Cのスピン拡散ダイナミクスについて検討し, 発色中心の光スピンポンピングにより室温で動的に偏光する。 核スピン浴中は熱接触が良好であり、超微細結合強度とは実質的に無関係である。 この結果から, 浴室内部の相互作用を制御し, システム内の熱化の開始を調査する興味深い機会が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-01T23:16:33Z)

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。