論文の概要: Optical Detection of Coherent Nuclear Spin Control in a Molecular System at Room Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17050v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 16:23:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-18 03:34:47.65138
• Title: Optical Detection of Coherent Nuclear Spin Control in a Molecular System at Room Temperature
• Title（参考訳）: 室温分子系におけるコヒーレント核スピン制御の光学的検出
• Abstract要約: 室温での分子システムによる核磁気共鳴とコヒーレント核スピン制御の光学的検出について述べる。 具体的には,有機色調6,13-ジアザペンタセンの光励起三重項状態において,14$Nの核スピンのラビ振動を光学的に検出した。 この研究は、核スピンを記憶として活用し、分子ベースの量子センシングを強化する基礎を築いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Molecular systems with optically addressable electron spins are emerging as versatile quantum sensing platforms, offering tunable qubit properties and molecular-scale spatial control. Owing to their longer lifetimes, coupled nuclear spins provide an attractive resource for enhancing sensing performance. For molecular spin systems, the ability to initialise, coherently control and readout nuclear spins at room temperature is crucial for realising such benefits. Here, we present the first optical detection of nuclear magnetic resonance and coherent nuclear spin control with a molecular system at room temperature. Specifically, we demonstrate optically detected Rabi oscillations of $^{14}$N nuclear spins in the photoexcited triplet state of the organic chromophore 6,13-diazapentacene. The strong hyperfine coupling between the electronic spin and $^{14}$N nuclei enhances the nuclear Rabi frequency, enabling fast coherent nuclear-spin rotations. This work lays the foundation for leveraging nuclear spins as memories for enhanced molecular-based quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: 光処理可能な電子スピンを持つ分子系は、可変量子ビット特性と分子スケール空間制御を提供する多用途量子センシングプラットフォームとして出現している。 寿命が長いため、結合された核スピンはセンシング性能を高めるための魅力的な資源となる。 分子スピン系では、室温で初期化、コヒーレントに制御し、核スピンを読み取る能力は、そのような利点を実現するのに不可欠である。 ここでは、室温での分子システムによる核磁気共鳴とコヒーレント核スピン制御の光学的検出について紹介する。 具体的には,有機色調6,13-ジアザペンタセンの光励起三重項状態において,$^{14}$N核スピンのラビ振動を光学的に検出した。 電子スピンと$^{14}$N核の間の強い超微細結合は核ラビの周波数を高め、高速なコヒーレント核スピン回転を可能にする。 この研究は、核スピンを記憶として活用し、分子ベースの量子センシングを強化する基礎を築いた。

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