論文の概要: Hyperpolarization-enabled cooperative molecular magnetic amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14425v1
- Date: Sat, 10 Oct 2026 00:43:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 21:35:25.059767
- Title: Hyperpolarization-enabled cooperative molecular magnetic amplification
- Title（参考訳）: 過分極型協調分子磁気増幅
- Abstract要約: 我々は連続的に動作する分子磁気増幅器を実現する。
閾値付近では、センサ位置で3.37Hzの弱磁場(20pT)の約4倍の増幅が生じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.7614218843680005
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Detecting weak magnetic fields at hertz frequencies is central to biomagnetism, geophysical sensing, and searches for new physics, yet it remains challenging because of technical systematics and environmental noise. Here, we realize a continuously operating molecular magnetic amplifier. Signal amplification by reversible exchange (SABRE) parahydrogen-based hyperpolarization maintains non-equilibrium spin order at zero field, turning scalar-coupled nuclear spins in liquid state molecules into an active, frequency-selective gain medium. Measurements of its complex magnetic susceptibility ($χ$) reveal an intrinsic response of $ | χ| \approx$ 10. By feeding the collectively generated magnetic field back to the spins below the threshold for self-sustained $J$-oscillation, we extend the effective spin coherence and cooperatively enhance the susceptibility up to $ | χ| \approx$ 80. Near threshold, this produces approximately fourfold amplification of a weak (20 pT) magnetic field at 3.37 Hz at the sensor location. These results establish hyperpolarized molecules as a tunable active magnetic medium for narrowband quantum sensing and precision measurement.
- Abstract（参考訳）: ヘルツ周波数で弱い磁場を検出することは、生物磁気学、地球物理学のセンシング、新しい物理学の探索の中心であるが、技術的体系と環境騒音のために依然として難しい。
ここでは、連続的に動作する分子磁気増幅器を実現する。
可逆交換(SABRE)パラ水素基超分極による信号増幅は、ゼロフィールドでの非平衡スピン秩序を維持し、スカラー結合された液体分子中の核スピンを活性な周波数選択的な利得媒体に変える。
複雑な磁気感受性の測定値($)は、本質的な反応が$ | >| \approx$ 10 であることを示す。
J$-oscillation のしきい値以下で生成した磁場をスピンにフィードバックすることにより、有効スピンコヒーレンスを拡張し、その感受性を $ | >| \approx$ 80 まで向上させる。
閾値付近では、センサ位置で3.37Hzの弱磁場(20pT)の約4倍の増幅が生じる。
これらの結果は、狭帯域量子センシングおよび精密測定のための可変能動磁気媒体として過分極分子を確立する。
関連論文リスト
- Robust AC vector sensing at zero magnetic field with pentacene [45.7221176995052]
電子スピンに基づく量子センサは、マイクロ波磁場の強力なプローブとして出現している。
ここでは,ペンタセン分子の光励起スピン三重項を用いたマイクロ波ベクトル磁気学を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-06T03:49:12Z) - Hyperpolarized Molecular Nuclear Spins Achieve Magnetic Amplification [11.937903092575324]
我々は超偏極分子核スピンの磁場への応答を研究するための新しいアプローチを開発する。
陽子スピンを持つ超偏極分子を用いて、線形および非線形型における磁気増幅の実現を報告する。
我々の研究は、新しい種類の量子センサーで使われる超分極分子核スピンの可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-14T12:43:55Z) - Characterization of Nuclear Magnetism at Ultralow and Zero Field using SQUIDs [0.0]
磁気共鳴イメージング(MRI)における医学などの領域の核磁気学
いくつかの超極化技術は、低-超低磁場(ULF)(nTs-mTs)の使用に依存している。
我々は[1-$13$C]ピルビン酸を過分極させる反応器を設計し、シールドの可逆交換による信号増幅によりヘテロ核へのアライメント移動を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-26T11:04:59Z) - Live magnetic observation of parahydrogen hyperpolarization dynamics [0.0]
超偏極物質の状態は、典型的には間接的にのみ研究され、磁化の部分的に破壊される。
ここでは、過分極材料の複雑なダイナミクスをリアルタイムに検出するための代替モダリティとして、サブpT感度の原子磁気センサを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-16T15:41:02Z) - Imaging magnetism evolution of magnetite to megabar pressure range with
quantum sensors in diamond anvil cell [57.91882523720623]
我々は,高感度・サブスケール空間分解能を有するメガバール圧力のその場磁気検出技術を開発した。
強強強磁性体(アルファ-Fe3O4)から弱い強磁性体(ベータ-Fe3O4)、最後に非磁性体(ガンマ-Fe3O4)への大気圧域におけるFe3O4のマクロ磁気遷移を観察する。
提案手法は磁気系のスピン軌道結合と磁気-超伝導の競合について検討することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-13T15:19:22Z) - Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor [50.591267188664666]
特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。
我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z) - Continuous-Wave Frequency Upconversion with a Molecular Optomechanical
Nanocavity [46.43254474406406]
分子空洞光力学を用いて、サブマイクロワット連続波信号の$sim$32THzでのアップコンバージョンを、周囲条件下で可視領域に示す。
この装置は、少数の分子を収容するプラズモンナノキャビティで構成されている。入射場は、集合分子振動を共鳴的に駆動し、可視ポンプレーザーに光力学的変調を印加する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-07T06:23:14Z) - Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at
clock transitions [57.50861918173065]
ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。
分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。
これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
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。