Universitas Sains dan Teknologi Cina (USTC) sedang menggunakan teknik pengukuran presisi kuantum untuk mencari interaksi baru yang melibatkan pelanggaran paritas

Profesor Peng Xinhua dan Peneliti Madya Jiang Min, bersama dengan Laboratorium Utama Resonansi Magnetik Mikroskopis di Akademi Ilmu Pengetahuan Cina, telah mencapai kemajuan signifikan dalam bidang pengukuran presisi kuantum dan penelitian fenomena di luar model standar. Mereka telah melakukan pemeriksaan yang sangat sensitif terhadap interaksi pelanggaran paritas di luar model standar menggunakan teknologi pemplifikasi spin kuantum buatan sendiri. Hasil eksperimen telah memperbaiki rekor internasional setidaknya lima orde besaran, mengisi kesenjangan dalam observasi astronomi yang ada.

Sensor kuantum seperti magnetometer atom dan jam atom telah mengisi kesenjangan deteksi untuk partikel kandidat materi gelap ultra-ringan yang lolos dari perangkat berenergi tinggi. Namun, karena interaksi yang sangat lemah dari partikel baru ini dengan partikel di dalam model standar, ada kebutuhan mendesak akan sensor kuantum dengan sensitivitas tinggi untuk menyelidiki fisika baru di luar model standar. Kelompok penelitian Profesor Peng Xinhua telah mengembangkan teknologi penguatan spin kuantum. Berbeda dengan teknik resonansi lainnya yang diterapkan dalam pencarian fisika baru, atom rubidium di dalam penguat spin kuantum berfungsi sebagai magnetometer tersemat, memungkinkan polarisasi berkelanjutan dan pengukuran in-situ pada atom xenon, sebuah gas inert.

Eksperimen ini melibatkan dua kamar gas atom: satu menggunakan atom xenon sebagai sensor spin, dan yang lainnya menggunakan atom logam alkali rubidium sebagai sumber spin. Atom logam alkali di sumber spin dipolarisasi oleh pompa laser hingga sekitar 10^14 spin elektron dan dipolarisasi secara berkala oleh cahaya pompa, menghasilkan medan anomali osilasi bergantian yang memengaruhi sensor spin kuantum dan kemudian diperbesar serta dideteksi.