Die University of Science and Technology of China (USTC) nutzt Quantenpräzisionsmesstechniken, um nach neuen Wechselwirkungen mit Paritätsverletzungen zu suchen

Professor Peng Xinhua und der assoziierte Forscher Jiang Min haben zusammen mit dem Schlüssellabor für mikroskopische Magnetresonanz an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bedeutende Fortschritte auf dem Gebiet der Quantenpräzisionsmessung und der Untersuchung von Phänomenen gemacht, die über das Standardmodell hinausgehen. Mit ihrer selbst entwickelten Quantenspinverstärkungstechnologie ist ihnen eine hochempfindliche Untersuchung paritätsverletzender Wechselwirkungen über das Standardmodell hinaus gelungen. Die experimentellen Ergebnisse haben die internationalen Aufzeichnungen um mindestens fünf Größenordnungen verbessert und Lücken in bestehenden astronomischen Beobachtungen geschlossen.

Quantensensoren wie Atommagnetometer und Atomuhren haben die Erkennungslücke für Kandidatenpartikel ultraleichter dunkler Materie geschlossen, die hochenergetischen Geräten entgehen. Aufgrund der extrem schwachen Wechselwirkungen dieser neuen Teilchen mit Teilchen innerhalb des Standardmodells besteht jedoch ein dringender Bedarf an einem hochempfindlichen Quantensensor, um neue Physik jenseits des Standardmodells zu untersuchen. Die Forschungsgruppe von Professor Peng Xinhua hat eine Quantenspin-Verstärkungstechnologie entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Resonanztechniken, die bei der Suche nach neuer Physik eingesetzt werden, fungieren Rubidiumatome im Quantenspinverstärker als eingebettete Magnetometer und ermöglichen kontinuierliche Polarisations- und In-situ-Messungen von Xenonatomen, einem Edelgas.

Dieses Experiment umfasst zwei atomare Gaskammern: eine nutzt Xenon-Atome als Spinsensoren und die andere nutzt Rubidium-Alkalimetallatome als Spinquelle. Alkalimetallatome in der Spinquelle werden durch Laserpumpen auf ungefähr 10^14 Elektronenspins polarisiert und durch das Pumplicht intermittierend polarisiert, wodurch ein alternierendes oszillierendes anomales Feld erzeugt wird, das auf den Quantenspinsensor wirkt und weiter verstärkt und erfasst wird.