論文の概要: Intrinsic non-Markovian magnetisation dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07378v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 10:13:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.829207
• Title: Intrinsic non-Markovian magnetisation dynamics
• Title（参考訳）: 固有非マルコフ磁化ダイナミクス
• Authors: Felix Hartmann, Vivek Unikandanunni, Matias Bargheer, Eric E. Fullerton, Stefano Bonetti, Janet Anders,
• Abstract要約: 結晶コバルト中の非マルコフ動力学の実験的観察を報告する。 我々はオープン量子システム理論を用いて、力学方程式の非マルコフメモリカーネルを予測する。 以上の結果から,非マルコフ効果は従来考えられていたよりもはるかに基本的なレベルで観測可能であることが示唆された。
• 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: Memory effects arise in many complex systems, from protein folding, to the spreading of epidemics and financial decisions. While so-called non-Markovian dynamics is common in larger systems with interacting components, observations in fundamental physical systems have been confined to specifically engineered cases. Here, we report the experimental observation of non-Markovian dynamics in an elemental material, crystalline cobalt. By driving this material with an intense terahertz electromagnetic field, we bring its magnetisation into a non-equilibrium state and follow its evolution. We measure the sample's low temperature magnetic response in the time domain which leads to an unexpectedly rich multi-peaked spectrum in the Fourier domain, that cannot be explained by established models. We use open quantum system theory, which predicts a non-Markovian memory kernel in the dynamical equations to capture the fundamental interaction between the spin system and the phonon bath. Simulations based on this theory produce a multi-peaked spectrum, which matches the measured one. Our non-Markovian approach is also able to reproduce the modification of the spectrum at higher temperatures. Our findings demonstrate that non-Markovian effects are observable at a much more fundamental level than previously thought, opening the door to their exploration and control in a broad range of condensed matter systems.
• Abstract（参考訳）: メモリエフェクトは、タンパク質の折り畳みから流行の拡散や経済的な決定に至るまで、多くの複雑なシステムで発生する。 いわゆる非マルコフ力学は、相互作用するコンポーネントを持つ大規模システムでは一般的であるが、基本的な物理系における観察は特別に設計されたケースに限られている。 本稿では, 結晶コバルト中の非マルコフ動力学の実験的観察を報告する。 この物質を強いテラヘルツ電磁場で駆動することにより、磁化を非平衡状態にし、その進化に従う。 定式化モデルでは説明できないフーリエ領域において、試料の低温磁気応答を測定し、予期せぬほどリッチなマルチピークスペクトルを導出する。 我々は、スピン系とフォノン浴の間の基本的な相互作用を捉えるために、非マルコフメモリカーネルを力学方程式で予測するオープン量子システム理論を用いる。 この理論に基づくシミュレーションは、測定されたスペクトルと一致するマルチピークスペクトルを生成する。 我々の非マルコフ的アプローチは、より高い温度でスペクトルの修正を再現することも可能である。 以上の結果から, 非マルコフ効果は従来考えられていたよりもはるかに根本的であり, 広範囲の凝縮物質系の探査・制御への扉を開くことが示唆された。

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