論文の概要: Aliphatic Chains as One-Dimensional XY Spin Chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.23759v1
• Date: Sun, 28 Dec 2025 15:20:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.142255
• Title: Aliphatic Chains as One-Dimensional XY Spin Chains
• Title（参考訳）: 一次元XYスピン鎖としての脂肪族鎖
• Authors: Kirill F. Sheberstov,
• Abstract要約: 本研究は, スピン動力学が脂肪族鎖を含む分子の液体原子核磁気共鳴(NMR)に現れることを示す。 このような分子では、各CH基は異なる化学シフトを持ち、対外結合を介して磁気的に等価でなければならない。 翻訳対称性を持つ鎖に対して、スピンハミルトンは1次元のXYモデルと正式に等価な部分空間に分解される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spin waves are propagating disturbances of spin order in lattices with nearest-neighbor interactions. They are traditionally observed in magnetically ordered solids using inelastic neutron, light, or electron scattering, and ferromagnetic resonance. Here, we show that analogous spin dynamics can arise in liquid-state nuclear magnetic resonance (NMR) of molecules containing aliphatic chains. In such molecules, each CH_2 group must have a distinct chemical shift and be magnetically inequivalent via out-of-pair couplings. Under these conditions, singlet state populations of geminal protons propagate along (CH_2)_n segments forming magnetically silent spin waves. For a chain with translational symmetry, the spin Hamiltonian factorizes into subspaces formally equivalent to the one-dimensional XY model. This correspondence yields analytic expressions for eigenstates and eigenenergies in a spectroscopy we term spin-chain zero-quantum NMR. We identify molecular systems in which these conditions are met. Their collective dynamics rapidly exceed classical computational tractability, making them targets for quantum-computer simulations of spin transport and many-body dynamics.
• Abstract（参考訳）: スピン波は、最も近い隣り合う相互作用を持つ格子におけるスピン秩序の乱れを伝播させる。 これらは伝統的に、非弾性中性子、光、電子散乱、強磁性共鳴を用いて、磁気秩序固体で観察される。 ここでは、ア脂肪族鎖を含む分子の液体原子核磁気共鳴(NMR)において、類似スピンダイナミクスが生じることを示す。 このような分子では、各CH_2基は異なる化学シフトを持ち、対外結合を介して磁気的に等価でなければならない。 これらの条件下では、geminal protonsの単一状態の集団は(CH_2)_nセグメントに沿って伝播し、磁気的にサイレントなスピン波を形成する。 翻訳対称性を持つ鎖に対して、スピンハミルトンは1次元のXYモデルと正式に等価な部分空間に分解される。 この対応はスピン鎖ゼロ量子NMRと呼ばれる分光法において固有状態と固有エネルギーに関する解析式を生成する。 これらの条件を満たす分子系を同定する。 彼らの集団力学は古典的な計算的トラクタビリティを急速に超え、スピン輸送と多体力学の量子コンピュータシミュレーションのターゲットとなる。

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