論文の概要: Collective Enhancement of Nuclear Excitation for a Nuclear Quantum Battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15319v1
• Date: Thu, 16 Jul 2026 03:54:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-20 17:56:52.670005
• Title: Collective Enhancement of Nuclear Excitation for a Nuclear Quantum Battery
• Title（参考訳）: 原子力電池用核励起の総合的向上
• Abstract要約: 量子電池の現在の実装は、限られたエネルギー密度と短い保持時間によって制限されている。 平面型硬X線導波路に埋め込まれた密度$n$5,7$Fe原子核の集合励起に基づく原子核量子電池を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Current implementations of quantum batteries are constrained by limited energy density and short retention times associated with the electronic or molecular excitations. Here we propose a nuclear quantum battery based on collective excitation of the $^{57}$Fe nuclei of density $n$ embedded in a planar hard X-ray waveguide. Using a Green function waveguide-QED description, we study charging via excitation beyond linear response, where saturation and drive back-action reshape the incident pulse. We introduce a self-consistent waveform-engineering protocol that inhibits local radiative decay in the waveguide thus promoting absorption into high-lying collective nuclear excitation manifolds. We show an enhanced excitation cross section of the nuclear ensemble which yields superlinear charging, with maximum studied energy density scaling approximately like $n \sqrt{n}$. Our results provide a route to high-energy-density quantum charging at hard X-ray energies using contemporary X-ray sources and waveguide architectures by identifying nonlinear, collectively enhanced absorption as a key mechanism for nuclear quantum battery operation.
• Abstract（参考訳）: 量子電池の現在の実装は、電子的または分子的励起に関連する限られたエネルギー密度と短い保持時間によって制約されている。 本稿では、平面型硬X線導波路に埋め込まれた密度$n$の$^{57}$Fe原子核の集合励起に基づく原子核量子電池を提案する。 グリーン関数導波路-QED記述を用いて、リニア応答を超える励磁による充電について検討し、飽和度を計測し、インシデントパルスを駆動する。 導波路の局所的な放射減衰を抑制する自己整合型波形エンジニアリングプロトコルを導入し,高層核励起多様体への吸収を促進する。 核アンサンブルの励起断面積が拡張され、超線形電荷が生成され、エネルギー密度の最大スケーリングは$n \sqrt{n}$とほぼ同じである。 本研究は, 核量子電池の動作の鍵機構として, 非線形, 集積化吸収を同定することにより, 現代のX線源および導波路アーキテクチャを用いた硬X線エネルギーにおける高密度量子電荷への経路を提供する。

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