中科大在基于原子器件的精密測量物理取得進展

近日，中國科學技術大學工程科學學院教授盛東與物理學院教授盧征天聯合課題組，在基于原子器件的精密測量物理方面取得進展，開發出高精度的氙同位素共磁力儀。

前述團隊借助氙同位素共磁力儀，進一步探索超越標準模型的新物理，對核子與中子間的單極-偶極相互作用強度在亞毫米尺度上設定了新上限。相關成果發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)。

原子共磁力儀是一種既可以用來研究基礎物理，又具有實際應用價值的原子器件。它通過同時同地測量兩種原子的自旋進動信號，來消除磁場波動和漂移的影響，從而精確測量器件本身的轉動，所以共磁力儀也是一種小型陀螺儀。

當轉動信號在實驗中被置零后，原子共磁力儀即可用來探索單極-偶極相互作用。這種奇異相互作用是由諾獎得主維爾切克(Franck Wilczek)提出的，它可由一種至今尚未被探測到的“軸子”粒子來傳播。該粒子是由粒子物理與天體粒子物理和凝聚態物理預言存在的一種亞原子粒子。

為了實現高精度測量，前述課題組曾開發出自主的原子器件制備技術，并對131Xe（Xe為化學元素氙）的進動頻譜提出了新的理論分析方法。同時，還發展了極化調制手段，以有效抑制極化堿金屬原子對核自旋進動的影響。