University of Science and Technology of China (USTC) använder kvantprecisionsmättekniker för att söka efter nya interaktioner som involverar paritetsöverträdelse

Professor Peng Xinhua och biträdande forskare Jiang Min, tillsammans med nyckellaboratoriet för mikroskopisk magnetisk resonans vid den kinesiska vetenskapsakademin, har gjort betydande framsteg inom området kvantprecisionsmätning och undersökningen av fenomen som ligger utanför standardmodellen. De har uppnått en mycket känslig undersökning av paritetsöverträdande interaktioner utöver standardmodellen med hjälp av deras egenutvecklade kvantspinnförstärkningsteknologi. De experimentella resultaten har förbättrat internationella rekord med minst fem storleksordningar och fyllt luckor i befintliga astronomiska observationer.

Kvantsensorer som atommagnetometrar och atomur har fyllt detektionsluckan för kandidatpartiklar av ultralätt mörk materia som undviker högenergienheter. Men på grund av den extremt svaga interaktionen mellan dessa nya partiklar och partiklar inom standardmodellen finns det ett akut behov av en högkänslig kvantsensor för att undersöka ny fysik utöver standardmodellen. Professor Peng Xinhuas forskargrupp har utvecklat teknik för kvantspinnförstärkning. I motsats till andra resonanstekniker som tillämpas på sökandet efter ny fysik, fungerar rubidiumatomer i kvantspinnförstärkaren som inbäddade magnetometrar, vilket möjliggör kontinuerlig polarisering och in-situ-mätningar av xenonatomer, en inert gas.

Detta experiment involverar två atomiska gaskammare: en som använder xenonatomer som spinnsensorer och den andra använder rubidium-alkalimetallatomer som spinnkälla. Alkalimetallatomer i spinnkällan polariseras genom laserpumpning till cirka 10^14 elektronsnurr och polariseras intermittent av pumpljuset, vilket genererar ett alternerande oscillerande anomalt fält som verkar på kvantspinnsensorn och förstärks och detekteras ytterligare.