L'Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC) sta utilizzando tecniche di misura quantistica di precisione per cercare nuove interazioni coinvolgenti la violazione della parità

Il professor Peng Xinhua e il ricercatore associato Jiang Min, insieme al Laboratorio Chiave di Risonanza Magnetica Microscopica dell'Accademia Cinese delle Scienze, hanno compiuto passi significativi nel campo della misura quantistica di precisione e nello studio di fenomeni al di là del modello standard. Hanno realizzato un'esame altamente sensibile delle interazioni che violano la parità al di là del modello standard utilizzando la loro tecnologia di amplificazione dei spin quantistici sviluppata autonomamente. I risultati sperimentali hanno migliorato i record internazionali di almeno cinque ordini di grandezza, colmando lacune nelle osservazioni astronomiche esistenti.

I sensori quantistici come magnetometri atomici e orologi atomici hanno colmato il divario di rilevazione per le particelle candidate della materia oscura ultra-leggera che sfuggono ai dispositivi ad alta energia. Tuttavia, a causa delle interazioni estremamente deboli di queste nuove particelle con le particelle all'interno del modello standard, c'è una necessità urgente di un sensore quantistico ad alta sensibilità per indagare la nuova fisica al di là del modello standard. Il gruppo di ricerca del Professor Peng Xinhua ha sviluppato la tecnologia di amplificazione del momento angolare quantistica. A differenza di altre tecniche di risonanza applicate alla ricerca di nuova fisica, gli atomi di rubidio all'interno dell'amplificatore di momento angolare quantistico fungono da magnetometri incorporati, consentendo la polarizzazione continua e le misure in loco degli atomi di xeno, un gas inerte.

Questo esperimento prevede l'uso di due camere a gas atomico: una che utilizza atomi di xeno come sensori di spin, e l'altra che impiega atomi metallici alcalini di rubidio come sorgente di spin. Gli atomi metallici alcalini nella sorgente di spin vengono polarizzati mediante pompage laser a circa 10^14 spin elettronici e polarizzati intermittenti dalla luce di pompage, generando un campo anomalo oscillante alternato che agisce sul sensore quantistico di spin e viene ulteriormente amplificato e rilevato.