論文の概要: Chirality-bolstered quantum Zeno effect enhances radical pair-based magnetoreception

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01519v1
• Date: Fri, 02 May 2025 18:08:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.157055
• Title: Chirality-bolstered quantum Zeno effect enhances radical pair-based magnetoreception
• Title（参考訳）: キラル性強化量子ゼノ効果はラジカル対ベース磁気受容を促進する
• Authors: Luke D. Smith, Sukesh Tallapudi, Matt C. J. Denton, Daniel R. Kattnig,
• Abstract要約: ラジカル対反応の方向性磁気感度に及ぼすCISSの影響を系統的に検討した。 CISSによるスピン偏極は初期状態にトリプレット特性を導入することにより磁気感度を著しく向上させる。 我々は、CISSの影響する初期状態と組換えダイナミクスをモデル化するための統一的なクリプトクロムスキームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Radical pairs in the flavoprotein cryptochrome are central to various magnetically sensitive biological processes, including the proposed mechanism of avian magnetoreception. Cryptochrome's molecular chirality has been hypothesized to enhance magnetic field effects via the chirality-induced spin selectivity (CISS) effect, yet the mechanism underlying this enhancement remains unresolved. In this work, we systematically investigate the impact of CISS on the directional magnetic sensitivity of prototypical radical pair reactions, analyzing two distinct models--one generating spin polarization and, for the first time, one generating coherence. We find that CISS-induced spin polarization significantly enhances magnetic sensitivity by introducing triplet character into the initial state and reinforcing the quantum Zeno effect, paralleling enhancements observed in triplet-born radical pairs subject to strongly asymmetric recombination. In contrast, CISS-generated spin coherence does not provide a significant improvement in sensitivity. These findings indicate that CISS is not itself a universal enhancer of sensitivity or coherence in radical-pair reactions, and its influence must be evaluated case by case, particularly in relation to the quantum Zeno effect. Additionally, we provide a unified interpolation scheme for modeling CISS-influenced initial states and recombination dynamics, encompassing the principal models currently discussed in the literature for singlet and triplet precursors.
• Abstract（参考訳）: フラボプロテイン・クリプトクロムのラジカル対は、鳥類磁気受容のメカニズムを含む様々な磁気感受性の生物学的過程の中心である。 クリプトクロムの分子的キラリティーは、キラリティー誘起スピン選択性(CISS)効果によって磁場効果を高めると仮定されているが、そのメカニズムは未解決のままである。 本研究では,CISSが原始型ラジカル対反応の方向性磁気感度に与える影響を系統的に検討し,スピン偏極生成とコヒーレンス生成の2つの異なるモデルの解析を行った。 CISSにより誘導されるスピン偏極は、初期状態に三重項特性を導入し、量子ゼノ効果を補強することにより、磁気感度を著しく向上させる。 対照的に、CISSが生成するスピンコヒーレンスは感度を著しく改善しない。 これらの結果は、CISS自体がラジカル対反応における感度やコヒーレンスを普遍的に増強するものではないことを示し、その影響はケースによって、特に量子ゼノ効果に関連して評価する必要がある。 さらに、CISSの影響する初期状態と組換えダイナミクスをモデル化するための統合補間スキームを提供し、現在、一重項および三重項前駆体に関する文献で議論されている主モデルを含む。

関連論文リスト

• Radical Pair Mechanism and the Role of Chirality-Induced Spin Selectivity during Planaria Regeneration: Effect of Weak Magnetic Field on ROS levels [0.0]
  プラナリアン(Planarian)は、様々な生化学経路で電場と磁場の効果を研究する興味深いモデルシステムである。 最近の実験では、プラナリア再生時の弱い磁場による活性酸素種(ROS)の非自明な調節が示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-09T12:58:08Z)
• Magnetoreception in cryptochrome enabled by one-dimensional radical motion [0.0]
  一般的な仮説は、タンパク質のクリプトクロム中の一対のラジカルの磁気感受性再結合反応に対する磁気受容を仮定している。 そこで我々は、内部運動を許容するラジカル対が磁気感度を高めることができるかどうかを解明した。 以上の結果から, 強いEED結合下では, ラジカル対に絡み合う動的環境の重要性が強調された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-20T13:25:23Z)
• Towards Quantum Sensing of Chiral-Induced Spin Selectivity: Probing Donor-Bridge-Acceptor Molecules with NV Centers in Diamond [0.0]
  分子内電荷移動を支持する光励起ドナー-ブリッジ-受容体分子は、キラル誘起スピン選択性(CISS)が電子移動およびラジカル対に与える影響を調べるのに理想的な基盤である。 本研究では, ダイヤモンド中の浅い窒素空孔中心を1分子から数分子レベルで利用して, ラジカル対におけるスピン偏極の仮説的偏極を直接測定する量子センシング手法を提案する。 我々は、ラジカル対内の電子スピンスピン双極子結合の摂動的性質を強調し、リー・ゴールドバーグ脱カップリングがD-B-A分子のスピン偏極をいかに保ち、エナンチオ選択的検出を行うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-03T13:33:30Z)
• Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a quantum sensor [50.591267188664666]
  特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。 我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。 2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z)
• Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single qubit sensor [62.997667081978825]
  ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。 この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。 我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z)
• Driven spin dynamics enhances cryptochrome magnetoreception: Towards live quantum sensing [0.0]
  我々は、"生きた"調和駆動磁気受容体は、"死んだ"静的受容体よりも感度が高いことを示した。 発見は、"生きた"調和して駆動される磁気受容体は、"死んだ"静的受容体よりも感度が高いことを示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-15T08:06:33Z)
• 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)
• Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
  単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。 このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。 これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z)
• 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。