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暗自旋如何改变量子放大的未来
科学家的发现将使心脏和大脑疾病的准确诊断成为可能。
来源:安全实验室新闻频道科学家的发现将使心脏和大脑疾病的准确诊断成为可能。
研究团队首次利用暗自旋实现极弱磁场的量子放大，实现磁场增强5000倍以上，单次磁场测量精度达到0.1飞特斯拉（fT）。该研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。
美国国家科学院院刊量子放大是精确测量弱电磁场的有效方法。然而，由于气体自旋初始化、相干时间和读出灵敏度等问题，其性能受到限制。克服这些限制对于释放量子放大的全部潜力至关重要。
针对上述问题，研究人员提出了暗态量子自旋增强的概念，并在氙气和铷原子的混合体系中进行了实验。该系统使用氙作为放大器材料，并使用激光偏振铷原子作为偏振和读出氙核自旋的手段。
与之前混合气态原子处于同一空间的实验不同，偏振、放大和读出过程通常是同时进行的。研究人员找到了一种通过操纵实验条件来分离这些过程的新方法，例如极化铷原子的激光和氙原子上的偏置磁场。这使得氙核的自旋在量子放大过程中处于暗态，消除了极化铷原子的干扰，实现了更大的量子放大潜力。
该研究团队由中国科学院（CAS）中国科学技术大学（USTC）彭新华教授和简明副教授领衔。