دانشگاه علوم و فنون چین (USTC) از تکنیک‌های اندازه‌گیری دقیق کوانتومی برای جستجوی تعاملات جدید مرتبط با نقض تقارن استفاده می‌کند

دکتر پنگ شین‌هوآ و محقق مقام دوم جیانگ مین، همراه با آزمایشگاه کلیدی رزونانس مغناطیسی میکروسکوپی در آکادمی علوم چین، پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه اندازه‌گیری دقیق کوانتومی و بررسی پدیده‌های فراتر از مدل استاندارد داشته‌اند. آنها با استفاده از فناوری تقویت اسپین کوانتومی که خود توسعه داده‌اند، بررسی حساس بسیاری از تعاملات نقض تقارن فراتر از مدل استاندارد انجام داده‌اند. نتایج آزمایشی حداقل پنج مرتبه عددی از رکوردهای بین‌المللی را بهبود بخشیده و شکاف‌های موجود در مشاهدات کیهان‌شناسی فعلی را پر کرده است.

حسگرهای کوانتومی مانند مغناطوهای اتمی و ساعت‌های اتمی شکاف تشخیص برای ذرات侯زیده ماده تاریک فراورنده را که از دستگاه‌های با انرژی بالا دور می‌شوند، پر کرده‌اند. با این حال، به دلیل تعاملات بسیار ضعیف این ذرات جدید با ذرات در مدل استاندارد، نیاز م急وری به یک حسگر کوانتومی با حساسیت بالا برای بررسی فیزیک جدید فراتر از مدل استاندارد وجود دارد. گروه تحقیقاتی دکتر پنگ سین‌هوآ فناوری تقویت چرخش کوانتومی را توسعه داده است. به طور متفاوت با سایر تکنیک‌های رزونانس که در جستجوی فیزیک جدید استفاده می‌شوند، اتم‌های رویبید در تقویت‌کننده چرخش کوانتومی به عنوان مغناطوهای داخلی عمل می‌کنند که قطبش مداوم و اندازه‌گیری در محل اتم‌های خنون، یک گاز隋است، را ممکن می‌سازند.

این آزمایش شامل دو کamer غاز اتمی است: یکی از آنها از اتم‌های کسنو به عنوان حسگرهای اسپین استفاده می‌کند و دیگری از اتم‌های فلز قلیایی روبیدیوم به عنوان منبع اسپین. اتم‌های فلز قلیایی در منبع اسپین توسط پمپاژ لیزر به تقریب ۱۰^۱۴ اسپین الکترونی قطبیده می‌شوند و به طور متناوب توسط نور پمپاژ قطبیده می‌شوند، که باعث ایجاد یک میدان غیرمعمول نوسانی متناوب می‌شود که بر روی حسگر اسپین کوانتومی عمل می‌کند و سپس قدرتمندتر شده و تشخیص داده می‌شود.