本报讯 11月17日,中国科大中科院微观磁共振重点实验室彭新华研究组和德国亥姆霍兹研究所Dmitry Budker教授合作,利用本团队近期发展的量子精密测量技术,实现了对一类超越标准模型的新相互作用的超灵敏检验,实验界限比先前的国际最好水平提升至少2个数量级。相关研究成果在线发表于国际知名学术期刊《科学 ·进展》。
研究粒子及其相互作用是基础科学的核心,而标准模型则是目前公认最成功的理论。彭新华研究组利用近期发展的量子自旋放大器技术,实现了对待测磁信号2个数量级的放大,并进一步用于一类速度依赖的新相互作用的实验检验。物理学家Dobrescu等人预测,存在一种超越标准模型的自旋为1的Z’玻色子。本工作的实验结果表明,在搜寻范围未发现新粒子存在的证据,并由此给出一类新波色子与原子核耦合界限,其优于以前国际最佳界限至少2个数量级。
审稿人对这一工作高度评价“考虑到这个工作在新奇相互作用探索领域应用了一种新的实验技术和未来广泛的应用前景,我因此极力推荐发表工作”。这一成果展示了量子精密测量技术与基础物理检验的有机结合,说明利用核自旋量子放大器来研究各种超越标准模型的新物理具有独特优势,有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。
彭新华研究组长期瞄准量子精密测量领域,利用量子精密测量技术来解决世界前沿科学问题。包括于2021年利用新型量子自旋放大器搜寻暗物质候选粒子,首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限。
中科院微观磁共振重点实验室博士研究生苏昊文和王元泓为该文共同第一作者,彭新华教授和江敏副研究员为共同通讯作者。
(中科院微观磁共振重点实验室)