論文の概要: Axion detection in the non-Markovian noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.27731v1
- Date: Tue, 20 Oct 2026 06:51:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.678162
- Title: Axion detection in the non-Markovian noise
- Title（参考訳）: 非マルコフ雑音におけるアクシオン検出
- Abstract要約: 我々は129$Xeのスピンアンサンブルを結合したノイズ耐性量子メソジカルスキームを開発した。
この結果は,超標準モデル物理学の耐雑音性探索のための普遍的なメカニズムを確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.223411074660089
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The detection of axion dark matter poses a significant challenge due to its exceptionally weak coupling to standard-model particles. Here we develop a noise-tolerant quantum-metrology scheme based on coupled $^{129}$Xe spin ensembles to search for such weakly interacting particles. Within an experimentally accessible parameter regime, our scheme achieves an ideal exclusion limit on the axion coupling constant that is several orders of magnitude more stringent than that of conventional detection methods. We further investigate the performance of our scheme under dissipative noise and find that its robustness is fundamentally governed by the energy-spectrum structure of the composite spin-environment system. Remarkably, when a bound state emerges in the spectrum, the exclusion limit asymptotically recovers its ideal value in the non-Markovian dynamics, whereas under the Markovian approximation the limit deteriorates significantly due to noise. Our results establish a universal mechanism for noise-resilient exploration of beyond-standard-model physics, which can be practically implemented by engineering bound-state formation via tuning the Larmor frequency of the spin ensembles.
- Abstract（参考訳）: アクシオンダークマターの検出は、標準モデル粒子との異常に弱い結合のために大きな課題となる。
ここでは、結合された$^{129}$Xeスピンアンサンブルに基づいて、このような弱い相互作用を持つ粒子を探索する耐雑音性量子メソロジースキームを開発する。
実験的なパラメータ体系内では,従来の検出法よりも数桁の厳密な軸結合定数に対する理想的な排他限界が達成される。
さらに, 発散雑音下での本手法の性能について検討し, その強靭性は, 複合スピン環境系のエネルギー・スペクトル構造によって根本的に制御されていることを見出した。
顕著なことに、スペクトル中に有界状態が現れると、排他限界は非マルコフ力学において漸近的にその理想値を回復するが、マルコフ近似の下では雑音により限界は著しく悪化する。
本研究は,スピンアンサンブルのラーモア周波数を調整することにより,工学的境界状態形成によって実現可能な,超標準モデル物理学の耐雑音性探索の普遍的なメカニズムを確立した。
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