两个电子间磁相互作用的测量
量子物理
2015-02-02 v1
摘要
电子具有与其内禀角动量（自旋）对齐的内禀不可分磁偶极矩。因此，两个电子之间的磁相互作用可以改变它们的自旋取向。然而，这一过程从未在实验中被观测到。挑战在于两方面：在原子尺度上，耦合相对较大，但磁相互作用往往被大得多的库仑交换相互作用所掩盖；在交换作用可忽略的典型情况下，磁相互作用也非常微弱，远低于环境磁噪声。在此，我们报告了首次对两个电子自旋之间磁相互作用的测量。为此，我们使用了共囚禁在电 Paul 阱中且相距超过两微米的两个 Sr 离子的基态价电子。我们测量了它们电子自旋之间微弱的、毫赫兹量级（或 eV 或 K）的磁相互作用，而此时存在的磁噪声比电子彼此施加的相应磁场大六个数量级。在产生自旋纠缠的 15 秒内，保持了协同自旋动力学的相干性。通过将自旋演化限制在对集体磁场噪声免疫的无退相干子空间 (DFS)，提供了进行此测量所需的灵敏度。最后，通过改变两个离子之间的距离，我们恢复了相互作用的立方反比距离依赖关系。所报道的方法为寻找长程异常自旋 - 自旋力提供了一条替代途径，并可推广以包含量子纠错码，用于其他极弱信号检测的情况。
引用
@article{arxiv.1312.4881,
title = {Measurement of the magnetic interaction between two electrons},
author = {Shlomi Kotler and Nitzan Akerman and Nir Navon and Yinnon Glickman and Roee Ozeri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.4881},
year = {2015}
}
备注
4 figures