論文の概要: Sustained macroscopic quantum coherence in a superradiant solid under ambient conditions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.23748v1
- Date: Mon, 24 Aug 2026 18:35:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-26 14:09:34.528336
- Title: Sustained macroscopic quantum coherence in a superradiant solid under ambient conditions
- Title（参考訳）: 環境条件下での超ラジカル固体における持続的マクロ量子コヒーレンス
- Abstract要約: マクロスコピック量子コヒーレンス(英語版)は基礎物理学において重要であり、量子技術に有用である。
超放射光は、多数の粒子と光子の間でコヒーレンスを生成するメカニズムを提供する。
この研究は、マクロ的な量子コヒーレンスを自然に生成し、周囲の条件下で固体で維持できることを実証している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.05948610773869
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Macroscopic quantum coherence, such as in laser, Bose-Einstein condensates, superfluids, and superconductors, is important to fundamental physics and useful for quantum technologies. Superradiance provides a mechanism to produce coherence among a large number of particles and photons. Its implementation, however, has been limited to gaseous systems, solids at very low temperature, or short pulses. Here we demonstrate a solid-state superradiant maser under ambient conditions, which establishes long-lived coherence among about $10^{14}$ nitrogen-vacancy center spins in diamond and about $10^9$ photons in a microwave cavity. By varying the system parameters to access the above-threshold, well-above-threshold, and deep-above-threshold regimes, we observed continuous-wave masing, periodic amplitude modulation, and sequences of superradiant bursts, which are attributed, correspondingly, to macroscopic spin coherence synchronized at a fixed frequency, a coherent time crystal of large spins, and unsynchronized superradiant transients. This work demonstrates that macroscopic quantum coherence can be spontaneously generated and maintained in solids under ambient conditions and provides a solid-state platform for exploring bright quantum lights with many-body correlations.
- Abstract（参考訳）: レーザー、ボース=アインシュタイン凝縮体、超流動体、超伝導体などのマクロ的な量子コヒーレンスは、基礎物理学において重要であり、量子技術に有用である。
超放射光は、多数の粒子と光子の間でコヒーレンスを生成するメカニズムを提供する。
しかし、その実装はガス系、非常に低温の固体、短いパルスに限られている。
ここでは, ダイヤモンド中の窒素空孔中心スピンとマイクロ波空洞内の約10^9$光子の間に長寿命コヒーレンスを確立する, 環境条件下での固体超放射性メーザーを実証する。
系のパラメータを変化させて, 連続波メーシング, 周期振幅変調, および超ラジカルバーストのシーケンスを観測した。これは, 一定周波数で同期したマクロスピンコヒーレンス, 大型スピンのコヒーレント時間結晶, および非同期超ラジカルトランジェントである。
この研究は、マクロな量子コヒーレンスを自然に生成し、周囲の条件下で固体で維持できることを示し、多体相関を持つ明るい量子光を探索するための固体プラットフォームを提供する。
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