Chiński Uniwersytet Nauki i Technologii (USTC) wykorzystuje techniki pomiarów z precyzją kwantową do poszukiwania nowych interakcji obejmujących naruszenie parzystości

Profesor Peng Xinhua i pracownik naukowy Jiang Min wraz z Kluczowym Laboratorium Mikroskopowego Rezonansu Magnetycznego Chińskiej Akademii Nauk poczynili znaczące postępy w dziedzinie pomiarów z precyzją kwantową i badania zjawisk wykraczających poza modele standardowe. Udało im się przeprowadzić bardzo czułe badanie interakcji naruszających parzystość wykraczających poza model standardowy, korzystając z opracowanej przez siebie technologii kwantowego wzmacniania spinu. Wyniki eksperymentów poprawiły międzynarodowe rekordy o co najmniej pięć rzędów wielkości, wypełniając luki w istniejących obserwacjach astronomicznych.

Czujniki kwantowe, takie jak magnetometry atomowe i zegary atomowe, wypełniły lukę w wykrywaniu potencjalnych cząstek ultralekkiej ciemnej materii, które wymykają się urządzeniom wysokoenergetycznym. Jednakże ze względu na wyjątkowo słabe interakcje tych nowych cząstek z cząstkami w modelu standardowym istnieje pilna potrzeba opracowania czujnika kwantowego o wysokiej czułości, aby zbadać nową fizykę wykraczającą poza model standardowy. Grupa badawcza profesora Peng Xinhua opracowała technologię kwantowego wzmacniania spinu. W przeciwieństwie do innych technik rezonansowych stosowanych w poszukiwaniu nowej fizyki, atomy rubidu w kwantowym wzmacniaczu spinowym służą jako wbudowane magnetometry, umożliwiające ciągłą polaryzację i pomiary in situ atomów ksenonu, gazu obojętnego.

Eksperyment ten obejmuje dwie atomowe komory gazowe: jedną wykorzystującą atomy ksenonu jako czujniki spinu, a drugą wykorzystującą atomy rubidu metalu alkalicznego jako źródło spinu. Atomy metali alkalicznych w źródle spinu są polaryzowane przez pompowanie laserowe do około 10^14 spinów elektronów i okresowo polaryzowane przez pompujące światło, generując zmienne oscylujące anomalne pole, które działa na kwantowy czujnik spinu i jest dalej wzmacniane i wykrywane.