量子與物理的碰撞 中國科大在新奇自旋相互作用研究中取得重要進(jìn)展

6月30日消息（余予）來自中國科大的消息顯示，中國科大中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰、榮星等人在新奇自選相互作用的研究中取得重要進(jìn)展，對一類速度相關(guān)的新奇自旋相互作用在微米尺度給出了當(dāng)下最嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)限定。

研究團(tuán)隊(duì)通過石英音叉帶動(dòng)質(zhì)量源在垂直金剛石表面的方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，并精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)序列將所要探索的新相互作用轉(zhuǎn)化成單自旋量子傳感器的量子相位信息。該實(shí)驗(yàn)對一類速度相關(guān)的新自旋相互作用在微米尺度給出了新的實(shí)驗(yàn)限定，其中在200微米處的限定比以往基于銫、鐿、鉈原子光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)格4個(gè)數(shù)量級。

圖：紅線是此次實(shí)驗(yàn)對新奇自旋相互作用耦合常數(shù)gAegAe作出的實(shí)驗(yàn)限定。

據(jù)了解，一開始的新奇自旋相互作用研究在1984年，科學(xué)家提出了一種標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新奇自旋相互作用，這種相互作用可以由標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新玻色子誘導(dǎo)，譬如軸子、類軸子、暗光子，Z'玻色子等。這些新的玻色子有著不同的理論背景，此后一系列精密的科學(xué)實(shí)驗(yàn)被用于探索這些新奇自旋相互作用。

中國科大杜江峰團(tuán)隊(duì)早在幾年前便開始新奇自旋相互作用研究：2018年2月，在國際上首次提出利用金剛石中氮-空位缺陷作為單自旋傳感器來搜尋新奇自旋相互作用；同年8月，研究團(tuán)隊(duì)基于該單自旋傳感器搜尋極化自旋之間的新奇相互作用，給出了微米尺度最優(yōu)實(shí)驗(yàn)限定。

以上工作均以靜態(tài)的新奇自旋相互作用為研究對象，充分展示了金剛石氮-空位缺陷單自旋量子傳感器在微納尺度對新物理的探索能力。

該成果以“Experimental Constraints on an Exotic Parity-Odd Spin- and Velocity-Dependent Interaction with a Single Electron Spin Quantum Sensor”為題于6月29日在物理評論快報(bào)上發(fā)表。審稿人評價(jià)稱，這篇文章展示了量子測量技術(shù)與基礎(chǔ)物理檢驗(yàn)的聯(lián)姻，對廣大物理學(xué)家極具吸引力。

中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生焦曼和郭茂森為該文共同第一作者，天文系蔡一夫教授為理論合作者，杜江峰院士和榮星特任教授為該文的共同通訊作者。該研究得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和安徽省的資助。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請進(jìn)一步核實(shí)，并對任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實(shí)情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。