論文の概要: Nanoscale Magnetic Resonance Imaging and Control of a Strongly Interacting Dipolar System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11920v2
- Date: Mon, 28 Jul 2025 00:22:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-29 14:15:46.684524
- Title: Nanoscale Magnetic Resonance Imaging and Control of a Strongly Interacting Dipolar System
- Title（参考訳）: 強相互作用双極子のナノ磁気共鳴イメージングと制御
- Authors: Piotr Put, Nathaniel T. Leitao, Christina Spaegele, Haoyang Gao, Oksana Makarova, Bartholomeus Machielse, Hengyun Zhou, Federico Capasso, Leigh S. Martin, Hongkun Park, Mikhail D. Lukin,
- Abstract要約: 本研究では,強い時間依存性の磁場勾配とダイヤモンド中の電子スピンの密集集合に対する大域的コヒーレント制御を組み合わせたナノスケールMRI法を提案する。
本研究は, 環境条件下での物質・生物系の分子間絡み合いとナノスケールイメージングの堅牢な制御のための扉を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic resonance imaging (MRI) is a foundational tool in the physical and life sciences, yet conventional implementations are typically limited to macroscopic spatial resolution. Here, we introduce a method for nanoscale MRI by combining strong, time-dependent magnetic field gradients with global coherent control over a dense ensemble of electron spins in diamond. This approach enables spatially structured manipulation of spin dynamics, allowing us to generate and track nanoscale spin textures - patterns of spin polarization - that evolve under engineered many-body dipolar interactions. By tuning the rotational symmetry of the dipolar exchange interactions, we observe pronounced sensitivity of the spin dynamics to the microscopic structure of the polarization, which we resolve through nanoscale MRI. Our results open the door for robust control of metrologically useful entanglement and nanoscale imaging of materials and biological systems under ambient conditions.
- Abstract（参考訳）: 磁気共鳴イメージング(MRI)は、物理・生命科学の基礎となるツールであるが、従来の実装は通常、マクロ的な空間分解能に限られる。
本稿では,強い時間依存性の磁場勾配とダイヤモンド中の電子スピンの密集集合に対する大域的コヒーレント制御を組み合わせたナノスケールMRI法を提案する。
このアプローチはスピンダイナミクスを空間的に構造化した操作を可能にし、工学的な多体双極子相互作用の下で進化するナノスケールのスピンテクスチャ(スピン分極のパターン)の生成と追跡を可能にする。
双極子交換相互作用の回転対称性を調整することにより、スピンダイナミクスの微視的構造に対する顕著な感度を観察し、ナノスケールMRIを用いて解決する。
本研究は, 環境条件下での物質・生物系の分子間絡み合いとナノスケールイメージングの堅牢な制御のための扉を開く。
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