中科大利用單自旋量子傳感器對新奇自旋相互作用做出新實驗限定

發布時間： 2018-09-15 11:40:31

導讀： 中國科學院院士、中國科學技術大學教授杜江峰領導的中科院微觀磁共振重點實驗室利用單自旋量子傳感器，對超越標準模型自旋為1的軸矢量玻色子在微米尺度給出新的實驗限定。

據麥姆斯咨詢報道，中國科學院院士、中國科學技術大學教授杜江峰領導的中科院微觀磁共振重點實驗室利用單自旋量子傳感器，對超越標準模型自旋為1的軸矢量玻色子在微米尺度給出新的實驗限定，該結果相比針對這種相互作用的原有國際最好水平在力程500微米處提升50倍左右。該成果以Constraints on a Spin-Dependent Exotic Interaction between Electrons with Single Electron Spin Quantum Sensors 為題，發表在8月22日的《物理評論快報》[Phys. Rev. Lett. 121， 080402 (2018)]上。

諾貝爾獎得主 Wilczek 在1984年提出軸子或類軸子可能誘導新奇自旋相互作用，因此提出在實驗室搜尋這種宏觀尺度相互作用的可能。2006年 Dobrescu 和 Mocioiu 將這種新奇自旋相互作用擴展到傳播子為一般玻色子的情形，列舉出16種新奇自旋相互作用的形式。近年來，有很多物理實驗對這16種新奇自旋相互作用展開研究并給出實驗限定。杜江峰團隊2018年初在國際上首次提出可以將金剛石氮-空位色心（NV色心）單電子自旋量子傳感器用于搜尋電子與核之間的新奇自旋相互作用，并將實驗搜尋的力程拓展到亞微米尺度[Nature Communications 9， 739 (2018)]。

在該工作中，杜江峰團隊利用NV色心單電子自旋量子傳感器，對自旋為1的軸矢量玻色子誘導的極化電子之間的相互作用展開研究。研究人員首先發展了基于NV色心的極化電子自旋信號測量技術[Phys. Rev. Applied 9， 064003 (2018)]，成功探測到激光極化后的并五苯樣品產生的極化電子自旋信號。然后利用不同深度的NV色心測量極化電子自旋信號，并將實驗數據與標準模型以內的磁偶極相互作用比較分析。研究人員在其有效力程范圍未發現新粒子存在的證據，這為極化的電子-電子相互作用的探索提供了新的實驗觀測約束。

中科院微觀磁共振重點實驗室研究員榮星是文章的第一作者。該項研究得到國家自然科學基金委、中科院、科技部和安徽省的資助。

本文標簽：智能壓差控制器，電梯前室風壓傳感器