論文の概要: First-principles simulation of spin diffusion in static solids using dynamic mean-field theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.15572v1
• Date: Wed, 17 Dec 2025 16:28:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-18 17:06:27.058757
• Title: First-principles simulation of spin diffusion in static solids using dynamic mean-field theory
• Title（参考訳）: 動的平均場理論を用いた静的固体中のスピン拡散の第一原理シミュレーション
• Authors: Timo Gräßer, Götz S. Uhrig, Matthias Ernst,
• Abstract要約: スピン力学平均場理論(スピンDMFT)は、ブルート力計算に代わる効率的で偏りのない方法である。 我々は、スピンDMFTを用いて、静的サンプルのスペクトルスピン拡散を記述し、ゼロ量子線形状をシミュレートすることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The dynamics of disordered nuclear spin ensembles are the subject of nuclear magnetic resonance studies. Due to the through-space long-range dipolar interaction generically many spins are involved in the time evolution, so that exact brute force calculations are impossible. The recently established spin dynamic mean-field theory (spinDMFT) represents an efficient and unbiased alternative to overcome this challenge. The approach only requires the dipolar couplings as input and the only prerequisite for its applicability is that each spin interacts with a large number of other spins. In this article, we show that spinDMFT can be used to describe spectral spin diffusion in static samples and to simulate zero-quantum line shapes which eluded an efficient quantitative simulation so far to the best of our knowledge. We perform benchmarks for two test substances that establish an excellent match with published experimental data. As spinDMFT combines low computational effort with high accuracy, we strongly suggest to use it for large-scale simulations of spin diffusion, which are important in various areas of magnetic resonance.
• Abstract（参考訳）: 乱れた核スピンアンサンブルの力学は核磁気共鳴研究の主題である。 通時空間の長距離双極子相互作用により、一般に多くのスピンが時間進化に関与しているため、正確なブルート力計算は不可能である。 最近確立されたスピン力学平均場理論(spinDMFT)は、この課題を克服するための効率的で偏りのない代替手段である。 このアプローチは、入力として双極子結合のみを必要とし、その適用可能性の唯一の前提条件は、各スピンが多数の他のスピンと相互作用することである。 本稿では,スピンDMFTを用いて静試料中のスペクトルスピン拡散を記述し,これまでの知識を最大限に活用するために効率的な定量的シミュレーションを行ったゼロ量子線形状をシミュレートすることができることを示す。 2つの試験物質に対するベンチマークを行い、公開実験データと良好に一致した。 スピンDMFTは低計算量と高精度を組み合わせるため、磁気共鳴の様々な領域において重要なスピン拡散の大規模シミュレーションに使用することを強く推奨する。

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