論文の概要: Long-lived divergence from equilibrium of electrons, nuclear spins and lattice for a solid state ion trap at low temperature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.40268v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 17:43:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:28.209468
- Title: Long-lived divergence from equilibrium of electrons, nuclear spins and lattice for a solid state ion trap at low temperature
- Title（参考訳）: 低温における固体イオントラップのための電子、核スピン、格子の平衡からの長寿命分岐
- Abstract要約: 我々は、電子、核スピン、フォノンなどの異なるサブシステムが、それぞれのサブシステムと相互にどのように平衡するかを研究する。
核スピン励起がフォノンの助けなしに拡散し平衡する証拠が見つかる。
熱支援トンネル理論はフォノン支援トンネルの標準的なシナリオを規定するものであり、代わりに核スピン拡散によって高い反交差速度での高速力学が促進されることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7343294944514573
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: A fundamental problem in physics as well as engineering is equilibration. For example, the regulation of thermal and quantum fluctuations enables thermal and quantum annealing of complex systems. A key question is how different subsystems, such as electrons, nuclear spins and phonons equilibrate on their own as well as with each other. Level crossings play a special role in the dynamics of coupled degrees of freedom, for it is here that entanglement can be maximized to speed up relaxation. Here we use optical methods to establish the electronuclear level scheme, including avoided and unavoided crossings, and to examine equilibration of a rare earth ion (Ho$^{3+}$) in a salt (LiYF$_4$), a model system with quantum fluctuations which can be tuned via an external magnetic field transverse to the crystallographic long axis of the tetragonal host. We track the state of the system by monitoring the populations of the levels as a function of swept longitudinal fields, and discover that at low temperatures, depending on the experimental protocol, vastly different non-equilibrium states arise. We find evidence that nuclear spin excitations diffuse and equilibrate without the assistance of phonons, and tend to acquire higher effective temperatures than the electronic spins and the yet cooler lattice. A theory of thermally assisted tunneling rules out the standard scenario of phonon -assisted tunneling, and instead suggests that fast dynamics at level anti-crossings are facilitated entirely by nuclear spin diffusion. This provides a new understanding of thermalization and related slow relaxation phenomena in dense, multi-component interacting quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 物理学と工学の基本的な問題は均衡である。
例えば、熱と量子のゆらぎの調節は、複雑な系の熱と量子のアニールを可能にする。
鍵となる疑問は、電子、核スピン、フォノンといった異なるサブシステムが互いにどのように平衡するかである。
レベル・クロスは結合自由度の力学において特別な役割を果たすが、ここではエンタングルメントを最大化して緩和を加速することができる。
ここでは光学的手法を用いて、回避・回避された交差を含む電子核準位法を確立し、四角形ホストの結晶長軸に横切る外部磁場を通して調整可能な量子ゆらぎを持つモデル系(LiYF$_4$)における希土類イオン(Ho$^{3+}$)の平衡を検証する。
実験によって異なる非平衡状態が生じると, 温度が低くなることが確認された。
核スピン励起がフォノンの助けなしに拡散・平衡し、電子スピンや冷却格子よりも高い有効温度を得る傾向があることを示す。
熱支援トンネル理論はフォノン支援トンネルの標準的なシナリオを規定するものであり、代わりに核スピン拡散によって高い反交差速度での高速力学が促進されることを示唆している。
これは密度の高い多成分相互作用量子系における熱化と関連する緩やかな緩和現象の新たな理解を提供する。
関連論文リスト
- Scalable spin squeezing from critical slowing down in short-range interacting systems [0.0]
本稿では,2次元U(1)対称系において,短距離相互作用でもスケーラブルなスクイージングが実現可能であることを示す。
本研究は,量子シミュレーションと情報処理の多くの関連プラットフォームにおいて,潜在的な気象学的関心を持つ巨大な絡み合った状態を実現するための道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-18T21:29:43Z) - Directional superradiance in a driven ultracold atomic gas in free-space [0.0]
我々は,双極子-双極子相互作用を介して相互作用しながら,強コヒーレント駆動によって照らされた密接なアンサンブルを研究する。
定常状態は、報告された超放射能と通常の非誘起遷移にいくつかの類似性があるが、有意な質的および定量的な差異を観察する。
相互作用平衡不均一効果と自然放出を考慮した簡単な理論モデルを構築した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-22T18:14:44Z) - Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。
これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。
レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z) - Quasi-Floquet prethermalization in a disordered dipolar spin ensemble in
diamond [2.8196336649430482]
フロッケ(周期駆動)は、量子システム工学の強力な技術として登場した。
ダイヤモンド中の強く相互作用する双極子スピンアンサンブルにおけるフロケ予熱の観測を報告する。
単周波駆動とは対照的に、予熱の存在は印加磁場の滑らかさに非常に敏感である。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-21T19:00:00Z) - Emergent pair localization in a many-body quantum spin system [0.0]
本質的には、非可積分量子系は固有状態熱化仮説に従って熱化することが期待されている。
強い障害がある場合、力学は実験可能な時間スケールでシステムが熱分解に失敗する程度まで減速する可能性がある。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-28T16:31:18Z) - Formation of robust bound states of interacting microwave photons [148.37607455646454]
相互作用系の目印の1つは、多粒子境界状態の形成である。
我々は,スピン-1/2 XXZモデルの周期量子回路を実装した高忠実度パラメータ化可能なfSimゲートを開発した。
マイクロ波光子を隣接量子ビット上に配置することにより、これらの励起の伝播を研究し、最大5個の光子の結合特性を観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-10T17:52:29Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z) - Optically pumped spin polarization as a probe of many-body
thermalization [50.591267188664666]
ダイヤモンド中の13Cのスピン拡散ダイナミクスについて検討し, 発色中心の光スピンポンピングにより室温で動的に偏光する。
核スピン浴中は熱接触が良好であり、超微細結合強度とは実質的に無関係である。
この結果から, 浴室内部の相互作用を制御し, システム内の熱化の開始を調査する興味深い機会が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-01T23:16:33Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。