論文の概要: Hyperpolarized Molecular Nuclear Spins Achieve Magnetic Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.11242v1
- Date: Fri, 14 Nov 2025 12:43:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-17 22:42:18.593077
- Title: Hyperpolarized Molecular Nuclear Spins Achieve Magnetic Amplification
- Title（参考訳）: 超偏極分子核スピンの磁気増幅
- Authors: Shengbang Zhou, Qing Li, Yi Ren, Jingyan Xu, Raphael Kircher, Danila A. Barskiy, Dmitry Budker, Min Jiang, Xinhua Peng,
- Abstract要約: 我々は超偏極分子核スピンの磁場への応答を研究するための新しいアプローチを開発する。
陽子スピンを持つ超偏極分子を用いて、線形および非線形型における磁気増幅の実現を報告する。
我々の研究は、新しい種類の量子センサーで使われる超分極分子核スピンの可能性を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.937903092575324
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The use of nuclear spins as physical sensing systems is disadvantaged by their low signal responsivity, particularly when compared to sensing techniques based on electron spins. This primarily results from the small nuclear gyromagnetic ratio and the difficulties in achieving high spin polarization. Here we develop a new approach to investigating the response of hyperpolarized molecular nuclear spins to magnetic fields and demonstrate orders-of-magnitude enhanced magnetic responsivity over state-of-the-art proton and Overhauser magnetometers. Using hyperpolarized molecules with proton spins, we report the realization of magnetic amplification in linear and nonlinear types. We further extend this amplification to hyperpolarized scalar-coupled multi-spin molecules and observe substantial magnetic amplification exceeding 10%. Moreover, we observe an anomalous amplification with dispersive frequency dependence that originates from magnetic interference effects. Our work highlights the potential of hyperpolarized molecular nuclear spins for use in a new class of quantum sensors, with promising applications in both applied and fundamental physics, including highly accurate absolute magnetometry and the exploration of axion-nucleon exotic interactions.
- Abstract（参考訳）: 物理センシングシステムとしての核スピンの使用は、特に電子スピンに基づくセンシング技術と比較して、その低信号応答性によって不利である。
これは主に核磁気比が小さく、高いスピン偏極を達成するのが困難である。
本稿では,超偏極分子核スピンの磁場への応答を解明する新しいアプローチを開発し,最先端の陽子とオーバーハウザー磁気センサに対する磁気応答性の向上を実証する。
陽子スピンを持つ超偏極分子を用いて、線形および非線形型における磁気増幅の実現を報告する。
さらに, この増幅を高偏極スカラーカップリング多スピン分子に拡張し, 10%以上の磁気増幅を観測した。
さらに、磁気干渉効果から生じる分散周波数依存性を持つ異常増幅を観察する。
我々の研究は、新しい種類の量子センサーで使用するための超分極分子核スピンの可能性を強調し、高度に正確な絶対磁気計測や軸-核子間相互作用の探索を含む、応用物理学と基礎物理学の両方に有望な応用を期待する。
関連論文リスト
- Live magnetic observation of parahydrogen hyperpolarization dynamics [0.0]
超偏極物質の状態は、典型的には間接的にのみ研究され、磁化の部分的に破壊される。
ここでは、過分極材料の複雑なダイナミクスをリアルタイムに検出するための代替モダリティとして、サブpT感度の原子磁気センサを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-16T15:41:02Z) - Dark matter detection using nuclear magnetization in magnet with
hyperfine interaction [0.0]
我々は、強い超微細相互作用を持つ磁石の磁気励起により、質量$sim 10-6$ eV と $sim 10-4$ eV の宇宙光暗黒物質(DM)、すなわち、軸およびダーク光子を検出する可能性を考える。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-14T14:52:52Z) - Imaging magnetism evolution of magnetite to megabar pressure range with
quantum sensors in diamond anvil cell [57.91882523720623]
我々は,高感度・サブスケール空間分解能を有するメガバール圧力のその場磁気検出技術を開発した。
強強強磁性体(アルファ-Fe3O4)から弱い強磁性体(ベータ-Fe3O4)、最後に非磁性体(ガンマ-Fe3O4)への大気圧域におけるFe3O4のマクロ磁気遷移を観察する。
提案手法は磁気系のスピン軌道結合と磁気-超伝導の競合について検討することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-13T15:19:22Z) - 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) - Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin
ratchet [49.1301457567913]
高速分極可能な電子を利用してスピン注入速度を向上する戦略について報告する。
ダイヤモンド中の13C原子核に偏極を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。
スピンラチェット偏光伝達機構により、スピン注入速度を2桁以上向上させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T08:23:10Z) - Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin
bath [55.41644538483948]
スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。
窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。
我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z) - Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear
qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。
超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z) - Maximising Dynamic Nuclear Polarisation via Selective Hyperfine Tuning [0.0]
電子スピン$Sgeq1$が固有ゼロフィールド分割を持つシステムの場合、DNP効率と収率を改善するために、より強い超微細相互作用の別のクラスが用いられる可能性がある。
我々は既存の手法を解析的に検討し、この手法が既存の手法よりも桁違いに原子核アンサンブルへの偏極移動率を高めることを判断する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-23T06:19:15Z) - Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at
clock transitions [57.50861918173065]
ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。
分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。
これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)
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。