論文の概要: Quantum dynamics of large spins in static and rotating magnetic fields: Entanglement resonances and kinks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.26351v1
• Date: Thu, 30 Oct 2025 11:02:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.769305
• Title: Quantum dynamics of large spins in static and rotating magnetic fields: Entanglement resonances and kinks
• Title（参考訳）: 静磁場及び回転磁場における大スピンの量子力学:絡み合い共鳴とキンク
• Authors: Nargis Sultana, Siddharth Seetharaman, Rejish Nath,
• Abstract要約: 静磁場および回転磁場の存在下での大スピンの量子力学を研究する。 ダイナミクスは、スピンの大きさに関係なく、2つの最大伸縮状態の間に周期的な振動を示す。 我々は、それらの間の双極子-双極子相互作用を考慮して、分析を一対のスピンに拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We examine the quantum dynamics of a large spin in the presence of static and rotating magnetic fields. By mapping the system onto a gas of non-interacting spin-1/2 particles, we derive exact analytical results for the dynamics with different initial states. The dynamics exhibit periodic oscillations between two maximally stretched states, irrespective of how large the spin is. Further, we observe periodic transitions between sublevels with magnetic quantum numbers of opposite signs. Additionally, the dynamics features the periodic transfer of the spin to the maximally stretched state starting from a superposition state. The evolution of the dipole moment is also explored in each case, and as expected, it is precessing about the instantaneous, resultant magnetic field. Furthermore, we extend our analysis to a pair of spins, taking into account the dipole-dipole interactions between them. We analyze how the ground state entanglement between the spins depends on the external fields. The quantum dynamics of the two spins reveal entanglement resonances and kinks, which can be identified from the energy spectrum when weak transverse field strengths are considered. Finally, we discuss the regime in which the dipolar interactions are relatively weak.
• Abstract（参考訳）: 静磁場および回転磁場の存在下での大スピンの量子力学について検討する。 系を非相互作用スピン-1/2粒子の気体にマッピングすることにより、初期状態の異なる力学の正確な解析結果を得る。 ダイナミクスは、スピンの大きさに関係なく、2つの最大伸縮状態の間に周期的な振動を示す。 さらに、逆符号の磁気量子数を持つサブレベル間の周期的遷移を観測する。 さらに、ダイナミクスは、重ね合わせ状態から始まる最大伸張状態へのスピンの周期的移動を特徴としている。 双極子モーメントの進化も各ケースで検討され、予想通り、即時、結果として生じる磁場について先行している。 さらに、それらの間の双極子-双極子相互作用を考慮して、分析を一対のスピンに拡張する。 スピン間の基底状態の絡み合いが外部磁場に依存するかを分析する。 2つのスピンの量子力学は、弱い横磁場強度を考慮するとエネルギースペクトルから特定できるエンタングルメント共鳴とキンクを明らかにする。 最後に、双極子相互作用が比較的弱い状態について論じる。

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