論文の概要: Direct Experimental Observation of Quantum Mpemba Effect without Bath Engineering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.13451v1
- Date: Tue, 16 Sep 2025 18:36:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-18 18:41:50.614085
- Title: Direct Experimental Observation of Quantum Mpemba Effect without Bath Engineering
- Title（参考訳）: バスエンジニアリングを伴わない量子ムペンバ効果の直接観察
- Authors: Arijit Chatterjee, Sakil Khan, Sachin Jain, T S Mahesh,
- Abstract要約: 量子ムペンバ効果(英: quantum Mpemba effect)とは、平衡から遠く離れた初期状態にある量子系の現象であり、平衡に近い状態よりもはるかに速く緩和する現象である。
我々は、量子系の熱化において、この非常に非直感的な効果が自然に起こることを実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.058331173224054476
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum Mpemba effect refers to the phenomenon of a quantum system in an initial state, far away from equilibrium, relaxing much faster than a state comparatively nearer to equilibrium. We experimentally demonstrate that this highly counterintuitive effect can occur naturally during the thermalization of quantum systems. Considering dipolar relaxation as the dominant decoherence process, we theoretically derive the conditions that can lead to the Mpemba effect in nuclear spins. After experimentally preparing nuclear spin states dictated by those conditions, we observe the occurrence of the Mpemba effect when they are left to thermalize without any external control. We also experimentally observe the genuine quantum Mpemba effect during thermalization of nuclear spins. Our results establish that both these effects are natural in thermalization of quantum systems, and may show up without the need for any bath engineering.
- Abstract（参考訳）: 量子ムペンバ効果(英: quantum Mpemba effect)とは、平衡から遠く離れた初期状態にある量子系の現象であり、平衡に近い状態よりもはるかに速く緩和する現象である。
我々は、量子系の熱化において、この非常に非直感的な効果が自然に起こることを実験的に実証した。
双極性緩和を支配的な脱コヒーレンス過程として考えると、理論的には核スピンにおけるMpemba効果につながる条件を導出する。
これらの条件により予測された核スピン状態が実験的に準備された後、外部制御なしで熱化するために残されたMpemba効果の発生を観察する。
また、核スピンの熱化における真の量子Mpemba効果を実験的に観察した。
以上の結果から,これらの効果はともに量子系の熱化において自然であり,浴槽工学を必要とせずに現れる可能性が示唆された。
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