記者7月28日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授彭新華、副教授江敏團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了混合原子自旋之間的法諾共振干涉效應(yīng)，提出了全新的磁噪聲抑制技術(shù)，成功降低磁噪聲干擾至少兩個(gè)量級(jí)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》。

　　超越粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的奇異自旋相互作用，已引起精密測(cè)量領(lǐng)域廣泛關(guān)注。在很多精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，奇異相互作用可以引起自旋的微小能級(jí)移動(dòng)，從而等效為作用在自旋上的磁場(chǎng)，極弱磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)為檢驗(yàn)這類(lèi)微弱磁場(chǎng)信號(hào)提供了全新手段。然而，有關(guān)研究普遍面臨一個(gè)巨大挑戰(zhàn)：磁場(chǎng)信號(hào)極其微弱，常被噪聲背景掩蓋，尤其容易受到磁噪聲及其他與磁場(chǎng)相關(guān)的系統(tǒng)性效應(yīng)干擾。

　　精確測(cè)量磁場(chǎng)的高精度儀器——原子共磁力計(jì)提供了一個(gè)重要解決方案，它利用兩種不同的自旋來(lái)減小磁場(chǎng)漂移和波動(dòng)的影響。然而，以往原子共磁力計(jì)僅對(duì)低頻磁噪聲有效，嚴(yán)重阻礙了在廣闊未探索參數(shù)空間中對(duì)奇異自旋相互作用的實(shí)驗(yàn)搜尋。

　　針對(duì)上述難題，彭新華、江敏團(tuán)隊(duì)發(fā)展了基于法諾共振干涉相消的磁噪聲抑制方法，并在氣態(tài)氦和鉀原子混合體系中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變施加的偏置磁場(chǎng)大小，同時(shí)相應(yīng)調(diào)整探測(cè)方向與外界特定頻率磁噪聲之間的夾角，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)更高頻率磁噪聲的有效抑制，并從法諾共振干涉相消這個(gè)新角度為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提供完整精確的理論解釋。研究人員利用上述磁噪聲自補(bǔ)償效應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)中展示了從近直流到高達(dá)200赫茲范圍內(nèi)對(duì)磁噪聲的抑制，且抑制倍數(shù)均在兩個(gè)量級(jí)以上。在磁探測(cè)靈敏度受磁噪聲限制的情形下，有望將贗磁場(chǎng)探測(cè)靈敏度提升1個(gè)量級(jí)。

　　這項(xiàng)技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)物理研究中的暗物質(zhì)探測(cè)等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。