中国科学院刘佳
无花果
一个
实验装置
87Rb磁力计使用0
由5托同位素富集的129氙、作为缓冲气体的250托N2和87Rb的液滴组成的5-cm3立方晶胞
蒸汽电池放置在一个五层圆柱形μ金属屏蔽内，以降低环境磁场
沿着z方向施加偏置场b0zz ’,以将129Xe拉莫尔频率调谐到ν0 ≈ 4
995赫兹
87Rb自旋被795纳米D1光的光泵极化
87Rb-129Xe自旋交换碰撞使129Xe自旋极化到约30% (40，47)
87Rb自旋的x分量是通过线偏振探测光束(54–57)的光学旋转来测量的，该光束在780 nm处发生了110 GHz到87Rb D2跃迁的蓝色失谐
右侧插图显示了锗酸铋绝缘体[Bi4Ge3O12 (BGO)]质量和电机的配置
铝棒末端的单个BGO质量以频率ν0 ≈ 4旋转
995赫兹产生自旋和速度相关的相互作用
扩束器；线性偏振器；λ/4，四分之一波片；光电二极管；光弹性调制器；DAQ，数据采集；光电开关
信用:DOI: 10
1126/sciadv
abi9535 标准模型目前被认为是研究粒子及其相互作用最成功的理论
然而，它仍然无法解释一些重要的天文学观测，例如暗物质和暗能量的存在
物理学家普遍认为，在标准模型之外还有新的粒子，它们传递标准模型粒子之间新的相互作用
由于奇异相互作用的微弱效应，寻找奇异相互作用极具挑战性，迫切需要探索新的方法来提高实验灵敏度
在科学进展发表的一项研究中，教授领导的研究小组
中国科学院中国科学技术大学彭新华研究员
亥姆霍兹研究所的Dmitry Budker实现了对标准模型之外的奇异自旋和速度相关相互作用的超高精度搜索，并且将奇异相互作用的磁场信号放大了至少两个数量级，并且基于他们新开发的量子自旋放大器将该技术应用于外部速度相互作用的研究
在这项研究中，研究人员高速旋转高密度Bi4Ge3O12 (BGO)晶体，以诱导自旋放大器中BGO晶体和氙核之间的相互作用
这种奇异相互作用相当于在原子核上产生交变振荡磁场，因此奇异相互作用的测量可以转化为磁场探测
量子自旋放大器可以在超低噪声水平下放大待测磁场，大大提高了奇异相互作用搜索的灵敏度
考虑到技术噪声的可能干扰，研究人员利用奇异相互作用的速度依赖性来有效地消除干扰信号，如振动和经典磁场
他们在搜索区域没有发现新粒子存在的证据，因此提出了一类新的玻色子-原子核耦合约束，比之前的国际最优约束至少大两个数量级
这项研究展示了自旋放大器在研究标准模型之外的新物理理论方面的独特优势
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