單自旋量子傳感器可搜尋標(biāo)準(zhǔn)模型以外新粒子
從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,提出并實(shí)現(xiàn)了用于搜尋類(lèi)軸子的單電子自旋量子傳感器,將搜尋的力程拓展到亞微米尺度。研究成果2月21日發(fā)表在《自然 通訊》上。 尋找粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新粒子對(duì)于探索新物理至關(guān)重要。因?yàn)檫@些新粒子往往會(huì)被用于填補(bǔ)當(dāng)前粒子物理學(xué)、天體物理和宇宙學(xué)等多方面的理論缺陷,例如,粒子質(zhì)量等級(jí)問(wèn)題、正反物質(zhì)不對(duì)稱(chēng)性、以及暗物質(zhì)和暗能量的物理本質(zhì)。人們猜測(cè)這類(lèi)新粒子或許在電子與核子的相互作用當(dāng)中扮演著新的傳遞媒介,因此這類(lèi)相互作用為實(shí)驗(yàn)探索新粒子提供了寶貴的機(jī)會(huì)。近年來(lái),人們發(fā)展了一系列精巧的實(shí)驗(yàn)裝置,在20微米以上的力程范圍內(nèi)開(kāi)展了電子與核子相互作用的搜尋。然而,在更短的力程范圍內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究面臨一系列挑戰(zhàn):如何構(gòu)筑一個(gè)尺寸足夠小的傳感器?如何設(shè)計(jì)傳感器的幾何形狀從而允許電子和核子充分接近?如何提升傳感器的靈敏度,從而給出有意義的限定?如何有效隔離好環(huán)境噪聲,尤其是不可避免的電磁噪聲? |