論文の概要: Parity-doublet spin interactions in ultracold polyatomic molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.36061v1
• Date: Mon, 26 Oct 2026 18:00:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-29 04:15:49.190938
• Title: Parity-doublet spin interactions in ultracold polyatomic molecules
• Title（参考訳）: 超低温多原子分子におけるパリティ-ダブルレットスピン相互作用
• Abstract要約: パリティ・ダブルレット状態は、多原子分子を用いた精密測定の提案の中心である。 パリティダブレットセンシング多様体における共鳴双極子交換相互作用の観測と制御について報告する。 この結果から、パリティ二重項はコヒーレントで相互作用し、プログラム可能な分子自由度として確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Precision measurements exploit internal molecular structure to search for physics beyond the Standard Model. Reaching the entanglement-enhanced regime requires preparing and preserving correlated molecular states within the same manifold used for sensing. Parity-doublet states are central to proposals for precision measurements with polyatomic molecules because they enable large molecular polarization for enhanced sensitivity, and provide internal state co-magnetometry to suppress systematic errors. Here we report the observation and control of resonant dipolar exchange interactions in a parity-doublet sensing manifold of ultracold polyatomic molecules. Using laser-cooled CaOH molecules in a crossed optical dipole trap, we encode a pseudospin in the $\ell$-type parity-doublet states and observe two complementary signatures of interactions: a density-dependent Ramsey contrast decay and a spin-projection-dependent mean-field precession whose sign reverses with the initialized population imbalance. Both observables are well described by a common discrete truncated Wigner model using independently calibrated experimental parameters. We further Floquet-engineer the interaction anisotropy and observe suppressed many-body dephasing near the SU(2)-symmetric Heisenberg point, identifying a protected regime relevant for spin squeezing and precision measurement with dense molecular ensembles. Our results establish parity doublets as a coherent, interacting, and programmable molecular degree of freedom, connecting the polyatomic precision-measurement platform to dipolar many-body physics and opening a route to entanglement-enhanced tests of fundamental physics.
• Abstract（参考訳）: 精密測定は、標準モデルを超える物理を探すために内部分子構造を利用する。 絡み合いを増強するには、センシングに使用される同じ多様体内で相関する分子状態の準備と保存が必要である。 パリティ・ダブルレット状態は、感度を高めるために大きな分子分極を可能にするため、多原子分子を用いた精密測定の提案の中心であり、内部状態のコマグネトメトリーは系統的エラーを抑制する。 本稿では,超低温多原子分子のパリティダブレットセンシング多様体における共鳴双極子交換相互作用の観測と制御について報告する。 レーザー冷却したCaOH分子を交差光双極子トラップに使用し、$$\ell$型パリティ-ダブルレット状態の擬似スピンを符号化し、2つの相互作用の相補的なシグネチャを観測する。 どちらの可観測物も、独立に校正された実験パラメータを用いて、共通の離散的切り離されたウィグナーモデルによってよく説明される。 さらに, 相互作用異方性についてFloquet-engineerにより観察し, SU(2)対称ハイゼンベルク点付近の多体脱落を抑制し, スピンスクイーズや高密度分子アンサンブルによる精密測定に関係した保護状態を特定した。 その結果,パリティ・ダブルトをコヒーレント,相互作用,プログラム可能な分子自由度として確立し,多原子精密測定プラットフォームを多体多体物理学に接続し,基礎物理学の絡み合い強化試験への道を開いた。

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