使用量子传感器搜索新粒子

左部分和右部分是对两种奇异自旋依赖相互作用的新约束，以及先前实验建立的限制。红线是我们实验建立的上限。图片来源：中国科学出版社

在最近发表在《国家科学评论》杂志上的一项研究中，使用集合NV钻石磁力计对奇异的自旋依赖性相互作用进行了实验室搜索。在微米尺度上建立了对两种奇异相互作用的新实验约束。

粒子物理学的标准模型无法解释当前宇宙天文学中的一些观测现象，例如暗物质和暗能量。科学家认为，在标准模型之外，可能存在新的粒子，可以作为传播新型奇异自旋依赖相互作用的媒介。

近年来，研究团队开发了在钻石中使用量子传感器来精确测量奇异的相互作用，从而在实验室中寻找可能的新粒子。在这项工作中，研究人员从钻石中的单个量子传感器扩展到集成量子传感器，大大提高了检测灵敏度。

他们实现了极化电子和非极化核子之间奇异自旋依赖性相互作用的实验室测试，并在微米尺度上建立了新的实验约束。

这项工作展示了金刚石量子精密测量技术在探索新粒子和新相互作用等基本物理问题方面的独特优势和潜力。

更多信息：梁航等，集成NV-金刚石磁力计对奇异自旋依赖相互作用的新约束，《国家科学评论》（2022）.DOI： 10.1093/nsr/nwac262