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。
関連論文リスト
- Unlocking Photon Magnon Interplay via Saturation Magnetization [0.0]
光子マグノンハイブリッドシステムは、量子情報処理および量子センシング技術における次世代デバイス開発のための有望なプラットフォームを提供する。
平面六角形リング共振器(HRR)における飽和磁化の系統的変化による光子マグノン結合(PMC)強度の制御とイットリウム鉄ガーネット(YIG)薄膜構成について検討した。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-05-17T12:18:41Z) - Electron Spin Resonance Spectroscopy in a Transmission Electron Microscope [0.0]
統合はスピン系とその力学、量子材料、ラジカル、電気化学反応、放射線損傷のその場での研究を促進する。
この発展は、ナノスケールで高度に制御された電子プローブを用いたマイクロ波制御量子スピン研究への重要な技術的進歩を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-08-29T12:42:13Z) - Optically-Trapped Nanodiamond-Relaxometry Detection of Nanomolar Paramagnetic Spins in Aqueous Environments [2.1352459760485796]
蛍光ナノダイアモンド(FNDs)の窒素空洞は、ナノスケールで温度、pH、常磁性種を感知する良い候補として浮上している。
光学的に捕捉されたFNDは、常磁性イオンに対して高い再現性を持つナノモル感度を実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-30T19:00:56Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-14T08:34:11Z) - 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) - Measuring the magnon-photon coupling in shaped ferromagnets: tuning of
the resonance frequency [50.591267188664666]
キャビティ光子と強磁性スピンの励起は ハイブリッドアーキテクチャで情報交換できる
速度向上は通常、電磁キャビティの幾何学を最適化することで達成される。
強磁性体の基本周波数を設定することにより、強磁性体の幾何学も重要な役割を果たすことを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-08T11:28:31Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-16T08:03:44Z) - Quantum Sensing of Spin Fluctuations of Magnetic Insulator Films with
Perpendicular Anisotropy [0.0]
窒素空孔(NV)センターは、新しい量子センシング、イメージング、ネットワークの取り組みに応用されている。
自然界外磁化による磁気絶縁薄膜の内在スピン変動の非侵襲的測定を報告する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-07T04:24:44Z)
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。