Університет науки і техніки Китаю (USTC) використовує методи вимірювання квантової точності для пошуку нових взаємодій із порушенням парності

Професор Пен Сіньхуа та науковий співробітник Цзян Мін разом із Ключовою лабораторією мікроскопічного магнітного резонансу Академії наук Китаю досягли значних успіхів у галузі вимірювання квантової точності та дослідження явищ, що виходять за межі стандартної моделі. Вони досягли високочутливого дослідження взаємодій, що порушують парність, поза стандартною моделлю, використовуючи свою власно розроблену технологію квантового спінового підсилення. Результати експериментів покращили міжнародні рекорди щонайменше на п’ять порядків, заповнивши прогалини в існуючих астрономічних спостереженнях.

Квантові датчики, такі як атомні магнітометри та атомні годинники, заповнили прогалину у виявленні потенційних частинок надлегкої темної матерії, які уникають пристроїв високої енергії. Однак через надзвичайно слабку взаємодію цих нових частинок із частинками в рамках стандартної моделі існує нагальна потреба у високочутливому квантовому датчику для дослідження нової фізики за межами стандартної моделі. Дослідницька група професора Пен Сіньхуа розробила технологію квантового спінового посилення. На відміну від інших резонансних методів, які застосовуються для пошуку нової фізики, атоми рубідію в квантовому спіновому підсилювачі служать вбудованими магнітометрами, що дозволяє проводити безперервну поляризацію та вимірювати на місці атомів ксенону, інертного газу.

Цей експеримент включає дві атомні газові камери: в одній використовуються атоми ксенону як датчики обертання, а в іншій – атоми лужного металу рубідію як джерело обертання. Атоми лужних металів у джерелі спіну поляризуються лазерним накачуванням приблизно до 10^14 електронних спінів і періодично поляризуються світлом накачування, створюючи змінне коливальне аномальне поле, яке діє на квантовий спіновий датчик і далі посилюється та виявляється.