論文の概要: Axion Signal Search Using Hybrid Nuclear-Electronic Spin Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06816v1
• Date: Sun, 11 Jan 2026 09:03:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-13 19:08:01.010026
• Title: Axion Signal Search Using Hybrid Nuclear-Electronic Spin Systems
• Title（参考訳）: ハイブリッド核-電子スピン系を用いた軸方向信号探索
• Authors: Xiangjun Tan, Zhanning Wang,
• Abstract要約: 本稿では,超微細相互作用が原子間相互作用を高帯域幅の電子スピン読み出しチャネルに伝達するハイブリッドアーキテクチャを提案する。 集合的な拡張により、設計は1年以内にDFSZ軸イオン-核子結合に対する5ドルの感度に達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Conventional nuclear magnetic resonance searches for the galactic axion wind lose sensitivity at low frequencies due to the unfavourable scaling of inductive readout. Here, we propose a hybrid architecture where the hyperfine interaction transduces axion-driven nuclear precession into a high-bandwidth electron-spin readout channel. We demonstrate analytically that this dispersive upconversion preserves the specific sidereal and annual modulation signatures required to distinguish dark matter signals from instrumental backgrounds. When instantiated in a silicon ${ }^{209} \text{Bi}$ donor platform, the hybrid sensor is projected to outperform direct nuclear detection by more than an order of magnitude over the $10^{-16}-10^{-6} \text{eV}$ wide mass range. With collective enhancement, the design reaches a $5 σ$ sensitivity to DFSZ axion-nucleon couplings within one year, establishing hyperfine-mediated sensing as a competitive path for compact, solid-state dark matter searches.
• Abstract（参考訳）: 従来の核磁気共鳴による銀河系軸流風の感度低下は、誘導的読み出しの望ましくないスケーリングによるものである。 本稿では,超微細相互作用によってアクチオン駆動の核分裂を高帯域幅の電子スピン読み出しチャネルに伝達するハイブリッドアーキテクチャを提案する。 この分散的アップコンバージョンは、暗黒物質信号と機器の背景を区別するために必要な特定のサイドリアルおよび年次変調シグネチャを保存することを解析的に実証する。 シリコン${{ }^{209} \text{Bi}$ドナープラットフォームでインスタンス化されると、ハイブリッドセンサーは10^{-16}-10^{-6} \text{eV}$ワイド・マスレンジに対して1桁以上の直接核検出よりも優れた性能を発揮する。 集合的な拡張により、設計は1年以内にDFSZ-アクチオン-ヌクレオンカップリングに対する5 σ$の感度に達し、コンパクトで固体のダークマター探索の競合経路として超微細化によるセンシングを確立する。

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