Die University of Science and Technology of China (USTC) nutzt Quanten-Messmethoden zur Suche nach neuen Wechselwirkungen, die Paritätsverletzungen beinhalten.

Professor Peng Xinhua und Forscher Jiang Min, zusammen mit dem Schwerpunkt-Labor für mikroskopische magnetische Resonanz der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, haben bedeutende Fortschritte im Bereich der Quantenpräzisionsmessung und der Untersuchung von Phänomenen jenseits des Standardmodells erzielt. Sie haben mittels ihrer selbst entwickelten Quantenspinverstärigungstechnologie eine äußerst empfindliche Untersuchung von Paritätsverletzungen bei Wechselwirkungen jenseits des Standardmodells durchgeführt. Die experimentellen Ergebnisse haben die internationalen Rekordgrenzen um mindestens fünf Größenordnungen verbessert und Lücken in den bestehenden astronomischen Beobachtungen geschlossen.

Quanten-Sensoren wie atomare Magnetometer und atomare Uhren haben die Erkennungslücke für Kandidaten-Teilchen von ultraleichtem Dunklem Materie geschlossen, die hochenergetischen Geräten entgehen. Aufgrund der extrem schwachen Wechselwirkungen dieser neuen Teilchen mit Teilchen im Standardmodell besteht jedoch ein dringender Bedarf an einem hochsensiblen Quantensensor zur Untersuchung neuer Physik jenseits des Standardmodells. Das Forschungsteam von Professor Peng Xinhua hat eine Technologie zur Verstärkung von Quantenspins entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Resonanzmessmethoden, die bei der Suche nach neuer Physik angewendet werden, dienen Rubidiumatome innerhalb des Quantenspinverstärkers als eingebettete Magnetometer, wodurch eine kontinuierliche Polarisation und in-situ-Messung von Xenonatomen, einem Edelgas, ermöglicht wird.

Dieses Experiment umfasst zwei Gaskammern für Atomgase: eine, die Xenonatome als Spinsensoren verwendet, und eine andere, die Rubidium-Alkali-Metallatome als Spinquelle einsetzt. Die Alkali-Metallatome in der Spinquelle werden durch Laserpumpung auf etwa 10^14 Elektronenspins polarisiert und intermittierend durch das Pumplicht polarisiert, wodurch ein wechselnder anomaler Feldoszillator entsteht, der auf den Quantenspinsensor wirkt und anschließend verstärkt und detektiert wird.