使用量子感測器搜索新粒子

左部分和右部分是對兩種奇異自旋依賴相互作用的新約束，以及先前實驗建立的限制。紅線是我們實驗建立的上限。圖片來源：中國科學出版社

在最近發表在《國家科學評論》雜誌上的一項研究中，使用集合NV鑽石磁力計對奇異的自旋依賴性相互作用進行了實驗室搜索。在微米尺度上建立了對兩種奇異相互作用的新實驗約束。

粒子物理學的標準模型無法解釋當前宇宙天文學中的一些觀測現象，例如暗物質和暗能量。科學家認為，在標準模型之外，可能存在新的粒子，可以作為傳播新型奇異自旋依賴相互作用的媒介。

近年來，研究團隊開發了在鑽石中使用量子感測器來精確測量奇異的相互作用，從而在實驗室中尋找可能的新粒子。在這項工作中，研究人員從鑽石中的單個量子感測器擴展到集成量子感測器，大大提高了檢測靈敏度。

他們實現了極化電子和非極化核子之間奇異自旋依賴性相互作用的實驗室測試，並在微米尺度上建立了新的實驗約束。

這項工作展示了金剛石量子精密測量技術在探索新粒子和新相互作用等基本物理問題方面的獨特優勢和潛力。

更多信息：梁航等，集成NV-金剛石磁力計對奇異自旋依賴相互作用的新約束，《國家科學評論》（2022）.DOI： 10.1093/nsr/nwac262