千亿体育-中科大研制出一种单自旋量子传感器

文章出处：人气：发表时间：2024-03-13 04:35

本文摘要：找寻粒子物理标准模型之外的新粒子，对于探寻新的物理至关重要。

找寻粒子物理标准模型之外的新粒子，对于探寻新的物理至关重要。记者2月23日从中科大得知，该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室明确提出并构建了用作搜索类轴子的单电子自旋量子传感器，将搜索的力程扩展到亚微米尺度。

该成果公开发表在2月21日的知名期刊《大自然·通讯》上。在找寻新的粒子诸多解决方案中，一类非常简单有效地的理论假设是引进一类超轻质量的轴子或类轴子粒子，人们猜测这类新的粒子也许在电子与核子的相互作用中扮演着新的传送媒介。

近年来，科学家发展了一系列精致的实验装置，在20微米以上的力程范围内积极开展了电子与核子相互作用的搜索。然而，在更加较短的力程范围内积极开展实验研究，面对尺寸过于小、灵敏度待提高等一系列挑战。杜江峰团队将金刚石将近表面氮-空位（NV）色心的电子自旋用于传感器，来搜索大于20微米范围的电子与核子相互作用。

团队制取了离金刚石表面10纳米以内的NV色心作为探测器，研发了适当的电子学设备和量子掌控方法，乘势解决问题了上述制约较短力程探寻的系列难题。实验指出，新的传感器可以探寻的力程范围是0。

1微米到23微米。这新方法可以推展到其他磁矩涉及的新相互作用的研究，从而为利用单磁矩量子传感器来研究远超过标准模型的新物理获取了可能性，未来将会唤起宇宙学、天体物理和高能物理等多个基础科学的普遍兴趣。

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