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A Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) está utilizando técnicas de medição de precisão quântica para procurar novas interações envolvendo violação de paridade

22 de setembro de 2023 1

O professor Peng Xinhua e o pesquisador associado Jiang Min, juntamente com o Laboratório Principal de Ressonância Magnética Microscópica da Academia Chinesa de Ciências, fizeram avanços significativos no campo da medição de precisão quântica e na investigação de fenômenos além do modelo padrão. Eles conseguiram um exame altamente sensível das interações que violam a paridade além do modelo padrão usando sua tecnologia de amplificação de spin quântica desenvolvida por eles mesmos. Os resultados experimentais melhoraram os registos internacionais em pelo menos cinco ordens de grandeza, preenchendo lacunas nas observações astronómicas existentes.

Sensores quânticos, como magnetômetros atômicos e relógios atômicos, preencheram a lacuna de detecção de partículas candidatas de matéria escura ultraleve que escapam de dispositivos de alta energia. No entanto, devido às interações extremamente fracas destas novas partículas com partículas dentro do modelo padrão, há uma necessidade urgente de um sensor quântico de alta sensibilidade para investigar novas físicas além do modelo padrão. O grupo de pesquisa do professor Peng Xinhua desenvolveu tecnologia de amplificação quântica de spin. Em contraste com outras técnicas de ressonância aplicadas à busca por uma nova física, os átomos de rubídio dentro do amplificador de spin quântico servem como magnetômetros incorporados, permitindo polarização contínua e medições in-situ de átomos de xenônio, um gás inerte.

Este experimento envolve duas câmaras de gás atômico: uma utilizando átomos de xenônio como sensores de spin e a outra empregando átomos de metal alcalino de rubídio como fonte de spin. Átomos de metal alcalino na fonte de spin são polarizados por bombeamento a laser para aproximadamente 10 ^ 14 spins de elétrons e polarizados intermitentemente pela luz de bombeamento, gerando um campo anômalo oscilante alternado que atua no sensor de spin quântico e é ainda amplificado e detectado.

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