在物理学实验中，噪声通常是妨碍精密测量的干扰因素，但有时噪声也承载着重要信息。其典型例子是由物理系统中承载某种流的粒子波动性所产生的“散粒噪声”。
磁体之所以具有磁力，是因为电子所具有的相当于微小磁体的电子自旋都朝同一方向排列，然而电子自旋并不是连续值，表示磁体方向与强度的物理量——磁化强度（magnetization）也非连续值。在物理学中，非连续的离散值现象被称为量子化。近来已有研究提出通过测量向磁体照射微波时流过的电流变化来观测磁化强度的散粒噪声，但由于实验困难，至今未能实现。
对磁体照射脉冲激光时，磁化强度会在围绕磁场旋转的同时，逐渐恢复至原状态（左）；此时所测得的磁化强度平均值附近的波动强度中，包含有磁化强度量子化的信息（右）。
东京大学物性研究所加藤岳生副教授等人的研究团队，着眼于因近年光测量技术的进步可高效、高速测量磁化强度这一点，提出了一种利用光技术测量磁化强度散粒噪声的新方法。研究团队从理论上对处于磁场中稳定状态的磁体照射脉冲激光、扰乱电子自旋方向后恢复至原状态时，作为磁化强度平均值附近的波动而被观测到的散粒噪声进行了公式化。研究表明，通过测量这种散粒噪声，能够确定磁化强度量子化的大小。
得益于本次研究成果，单个电子自旋的变化已能通过磁化强度的散粒噪声获得测量。这不仅对开发通过操控磁体中电子自旋以存储信息的量子器件至关重要，也为激光技术提供了一个重要的潜在应用方向。（TEXT：中条将典）
原文：JSTnews 2025年6月号
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Physical Review Letters
论文：Fluctuations in Spin Dynamics Excited by Pulsed Light
DOI：10.1103/PhysRevLett.134.106702
