杜江峰清华新闻网材料图

原标题：我国学者成功研制出单自旋量子传感器，用于搜索新粒子

寻觅粒子物理规范模型之外的新粒子，对物理新探究非常重要。记者从我国科学技术大学得悉，该校杜江峰院士团队近期成功研制出用于搜索“类轴子粒子”的单电子自旋量子传感器，将搜索的力程拓宽到亚微米规范。世界威望学术期刊《天然·通讯》日前宣布了该效果。

新粒子的发现，可用于添补当时粒子物理学、天体物理和宇宙学等方面的理论缺点，例如粒子质量等级问题、强CP疑问、正反物质不对称性以及暗物质和暗能量的物理实质。

近年来，世界学界展开了一系列精巧的试验设备，在20微米以上的力程规模内展开了电子与核子相互作用的搜索。但要在更短的力程规模内展开试验研讨，则面对一系列应战：怎么构筑一个尺度满足小的传感器？怎么规划传感器的几许形状然后答应电子和核子充沛挨近？怎么提高传感器的灵敏度，然后给出有意义的限制？怎么有用阻隔好环境噪声，尤其是不可避免的电磁噪声？

近期，杜江峰领导的中科院微观磁共振要点试验室团队与中科大地理学系、国家同步辐射试验室科研人员协作，提出并完成了一种移动广告全新的勘探办法，行将金刚石近外表NV色心的电子自旋，用作传感器来搜索小于20微米规模的电子与核子相互作用。他们制备了离金刚石外表10纳米以内的NV色心作为勘探器，开发了相应的电子学设备和量子操控办法，处理了上述制约短力程探究的系列难题。试验标明，新传感器能够探究的力程规模是0.1微米到23微米，为电子—核子相互作用的探究供给了新的观测束缚。

据介绍，这一新办法也能够推行到其它自旋相关的新相互作用的研讨，然后为使用单自旋量子传感器来研讨超出规范模型的新物理供给了可能性，有望激起宇宙学、天体物理和高能物理等多个科学范畴的广泛爱好。《天然·通讯》审稿人高度评价该作业，以为这种新颖的试验办法，为直接勘探较大质量的类轴子拓荒了试验窗口。

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