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

Profesor Peng Xinhua dan Peneliti Asosiasi Jiang Min, bersama dengan Laboratorium Kunci Resonansi Magnetik Mikroskopis di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, telah membuat kemajuan signifikan dalam bidang pengukuran presisi kuantum dan penyelidikan fenomena model di luar standar. Mereka telah mencapai pemeriksaan yang sangat sensitif terhadap interaksi yang melanggar paritas di luar model standar menggunakan teknologi amplifikasi putaran kuantum yang dikembangkan sendiri. Hasil eksperimen tersebut telah meningkatkan rekor internasional setidaknya lima kali lipat, mengisi kesenjangan dalam pengamatan astronomi yang ada.

Sensor kuantum seperti magnetometer atom dan jam atom telah mengisi celah deteksi calon partikel materi gelap ultra-terang yang menghindari perangkat berenergi tinggi. Namun, karena interaksi yang sangat lemah antara partikel-partikel baru ini dengan partikel-partikel dalam model standar, terdapat kebutuhan mendesak akan sensor kuantum sensitivitas tinggi untuk menyelidiki fisika baru di luar model standar. Kelompok penelitian Profesor Peng Xinhua telah mengembangkan teknologi amplifikasi putaran kuantum. Berbeda dengan teknik resonansi lain yang diterapkan untuk mencari fisika baru, atom rubidium dalam penguat putaran kuantum berfungsi sebagai magnetometer tertanam, memungkinkan polarisasi berkelanjutan dan pengukuran atom xenon, suatu gas inert, di tempat.

Eksperimen ini melibatkan dua kamar gas atom: satu menggunakan atom xenon sebagai sensor putaran, dan yang lainnya menggunakan atom logam alkali rubidium sebagai sumber putaran. Atom logam alkali dalam sumber putaran dipolarisasi dengan pemompaan laser hingga sekitar 10^14 putaran elektron dan dipolarisasi sebentar-sebentar oleh cahaya pemompaan, menghasilkan medan anomali berosilasi bolak-balik yang bekerja pada sensor putaran kuantum dan selanjutnya diperkuat dan dideteksi.