51探花

【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所　主任研究者　齐藤英治

【発表のポイント】

• 磁性体中の集団励起（マグノン）の"热ゆらぎ"を、位相空间で一方向だけ押し缩める「热スクイージング」を観测しました。
• 単一モード热スクイージングに加え、薄膜の上下表面に偏って存在する二つのマグノンモード间に相関が生じる二モード热スクイージングも実証し室温付近でも持続することを示しました。
• 磁気デバイスにおける究极的な低ノイズ化や、将来の量子情报技术、高効率な情报热机関の実现に向けた新たな基盘技术となることが期待されます。

【概要】

東京大学大学院工学系研究科の日置 友智 助教、齊藤 英治 教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センター チームディレクター、東北大学材料科学高等研究所 主任研究者）、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のMehrdad Elyasi准教授、Gerrit Ernst-Wilhelm Bauer主任研究者らの研究グループは、磁性体中のスピンの集団運動である「マグノン」において、熱ゆらぎを特定の方向に圧縮する「熱スクイーズ状態（Thermally squeezed state）」を観測することに成功しました。

物理学において、系のノイズを特定の位相で减少させる「スクイーズ（绞り込み）」は、精密计测や量子情报処理の键となる概念です。これまで光や音の波（フォノン）では研究が进んでいましたが、磁性体における実现は困难とされてきました。

本研究では、マイクロ波によるパラメトリック励起（注1）を用いることで、マグノンの热ゆらぎを特定の位相で热励起レベル以下に抑制できることを証明しました。さらに、薄膜の上面と下面に分かれて存在するマグノン间に相関が生じる「二モード热スクイーズ」の観测にも成功しました。この成果は、磁性体を用いた低ノイズなセンシング技术や、非平衡に特有なスクイーズ强度を自由度として用いることで、平衡热力学の限界を超える热机関の创出に道を开くものです。

本研究成果は、2026年6月1日（英国夏時間）に「Nature Physics」に掲載されました。

磁性体中の「热スクイージング」

【用语解説】

（注1）パラメトリック励起：
磁化歳差运动の周波数の二倍の周波数を持つ交流磁场を加えることで磁化歳差运动周波数のダイナミクスを駆动する现象。一定の强度（閾値）以上の交流磁场を加えると、磁化歳差运动が生じ、閾値未満ではスクイージングが生じる。

【论文情报】

雑誌名：Nature Physics
題　名：Single- and two-mode thermal magnon squeezing
著者名：Tomosato Hioki*, Kaito Tojo*, Mehrdad Elyasi, Sohei Horibe, Hiroki Shimizu, Koujiro Hoshi, Takahiko Makiuchi, Gerrit E. W. Bauer and Eiji Saitoh (*Equal contribution)
顿翱滨：

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问い合わせ先

東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 広報戦略室
罢别濒：022-217-6146
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