自旋传感器的磁场放大。（a）使用自旋传感器搜索奇异相互作用的原理。来自伪磁场的信号由129基于Xe的放大器，产生有效磁场B伊芙读出方式87Rb旋转。（b）放大系数43。50。8在大约9。00、9。50、10。00、10。50、11。00Hz的频率下校准。12在谐振频率10。00Hz。
　　来源：物理评论信（2022）。DOI：10。1103PhysRevLett。129。051801
　　尚未被发现的轴子和类似轴子的粒子可能是解释我们宇宙中一些最深层次的难题的关键，例如暗物质和强相互作用中的电荷奇偶校验违规。最近的一些理论预测，轴子的质量可能位于动机良好的轴子窗口（0。01meV1meV）内。然而，现有的实验室搜索和天体物理观测大多在轴子窗口之外寻找轴子。
　　由中国科学院科技大学彭新华教授领导的研究小组，与美因茨亥姆霍兹学院的DmitryBudker教授合作，使用最近开发的基于自旋的放大器来约束轴子窗口内的假设轴子，为探索有前途的参数空间提供了一种方法。该研究发表在《物理评论快报》上。
　　费米子之间轴子的交换导致奇异的偶极子偶极子相互作用，这可以通过实验室实验检测到。在这项工作中，研究人员使用大量极化铷87电子和极化至强129核自旋作为两种费米子。由于轴子的交换，铷可以在至强核自旋上产生奇异信号，然后使用极化的钓129核自旋来共振搜索信号。
　　特别是，研究人员表明，长寿命的xeon129自旋充当量子前置放大器，可以将奇异信号增强40倍以上。使用这种技术，他们对轴子介导的中子电子耦合提供了最严格的约束，轴子质量在轴子窗口内从0。03meV到1meV。
　　这项工作提供了一种灵敏的量子技术，通过最近开发的基于自旋的放大器实现间接轴子搜索，这在理论上有趣的轴子质量区域中大大提高了灵敏度。基于自旋的放大器方案作为一种新的实现，扩展了自旋测量的能力，并且可以进一步应用于共振搜索标准模型以外的假设粒子，例如新的自旋1暗光子。
　　更多信息：YuanhongWang等人，使用基于自旋的放大器限制轴子和轴子窗口内的轴子和轴离子粒子，物理评论快报（2022）。DOI：10。1103PhysRevLett。129。051801
　　期刊信息：物理评论快报

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