論文の概要: Ultra-long-living magnons in the quantum limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22773v2
- Date: Tue, 16 Sep 2025 14:11:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-17 15:46:32.715397
- Title: Ultra-long-living magnons in the quantum limit
- Title（参考訳）: 量子極限における超長寿命マグノン
- Authors: Rostyslav O. Serha, Kaitlin H. McAllister, Fabian Majcen, Sebastian Knauer, Timmy Reimann, Carsten Dubs, Gennadii A. Melkov, Alexander A. Serga, Vasyl S. Tyberkevych, Andrii V. Chumak, Dmytro A. Bozhko,
- Abstract要約: ミリケルビン温度で18kmを超える短波長マグノンの発見を報告した。
これらの結果は、理想YIG結晶における0温度でのマグノン寿命が無限であるという理論的な予測を直接裏付ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.749836788447226
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Coherence time is a key property of quantum systems, determining how long quantum information can be preserved. In solid-state platforms, this parameter is closely linked to the lifetime of quasiparticles that can store quantum information. For decades, magnons - quasiparticles arising from collective magnetization dynamics - have exhibited lifetimes below one microsecond at gigahertz frequencies, limiting their viability as quantum information carriers. Here, we report the discovery of short-wavelength magnons with lifetimes exceeding 18 {\mu}s at millikelvin temperatures. The experiment was performed on an ultra-pure single-crystal Yttrium Iron Garnet (YIG) sphere over a wide temperature range, from ambient down to 30 mK. These results directly confirm the theoretical prediction that the magnon lifetime in an ideal YIG crystal at zero temperature is infinite, paving the way for the engineering of lossless magnetic systems in which magnons will be employed as long-lived carriers of information for quantum gates and quantum storage.
- Abstract（参考訳）: コヒーレンス時間(Coherence time)は、量子系の重要な性質であり、量子情報の保存期間を決定する。
固体プラットフォームでは、このパラメータは量子情報を格納できる準粒子の寿命と密接に関連している。
何十年もの間、マグノン - 集団磁化ダイナミクスから生じる準粒子 - は、ギガヘルツ周波数で1マイクロ秒未満の寿命を示し、量子情報キャリアとしての存在を制限してきた。
ここでは,ミリケルビン温度で寿命が 18 {\mu} を超える短波長マグノンの発見を報告する。
実験は、周囲から30mKまでの広い温度範囲で超純度単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)球上で行った。
これらの結果は、理想YIG結晶におけるゼロ温度でのマグノン寿命が無限であるという理論的な予測を直接的に確認し、量子ゲートや量子記憶のための長寿命情報キャリアとしてマグノンが使用されるロスレス磁気システムの工学的手法を開拓する。
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