Kinas Universitet for Videnskab og Teknologi (USTC) bruger kvantepræcisionsmålingsteknikker til at søge efter nye interaktioner, der involverer paritetskrænkelse

Professor Peng Xinhua og Associate Researcher Jiang Min har sammen med Key Laboratory of Microscopic Magnetic Resonance ved det kinesiske videnskabsakademi gjort betydelige fremskridt inden for kvantepræcisionsmåling og undersøgelse af fænomener uden for standardmodeller. De har opnået en meget følsom undersøgelse af paritetskrænkende interaktioner ud over standardmodellen ved hjælp af deres selvudviklede kvantespin-forstærkningsteknologi. De eksperimentelle resultater har forbedret internationale rekorder med mindst fem størrelsesordener, og udfyldt huller i eksisterende astronomiske observationer.

Kvantesensorer såsom atommagnetometre og atomure har udfyldt detektionshullet for kandidatpartikler af ultralet mørkt stof, der unddrager sig højenergienheder. På grund af disse nye partiklers ekstremt svage vekselvirkning med partikler inden for standardmodellen er der dog et presserende behov for en højfølsom kvantesensor til at undersøge ny fysik ud over standardmodellen. Professor Peng Xinhuas forskningsgruppe har udviklet kvantespin-forstærkningsteknologi. I modsætning til andre resonansteknikker, der anvendes til at søge efter ny fysik, fungerer rubidium-atomer i kvantespin-forstærkeren som indlejrede magnetometre, hvilket muliggør kontinuerlig polarisering og in-situ-målinger af xenon-atomer, en inert gas.

Dette eksperiment involverer to atomare gaskamre: det ene bruger xenon-atomer som spin-sensorer, og det andet bruger rubidium-alkalimetalatomer som spin-kilden. Alkalimetalatomer i spinkilden polariseres ved laserpumpning til ca. 10^14 elektronspin og polariseres intermitterende af pumpelyset, hvilket genererer et vekslende oscillerende anomalt felt, der virker på kvantespinsensoren og forstærkes og detekteres yderligere.