【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】6月25日，《物理評論快報》(Physical Review Letters)發(fā)表華中科技大學國家精密重力測量科學中心羅鵬順教授課題組研究成果“Improved limits on the spin- and velocity-dependent exotic interaction in the micrometer range”。團隊利用高精度微懸臂測量技術(shù)，在微米尺度下實現(xiàn)了對自旋-速度相關(guān)新奇相互作用的高精度探測，將此類相互作用耦合系數(shù)的限制強度較之前國際最好水平提高約一個數(shù)量級。博士生李素敏和張文博為共同第一作者，羅鵬順教授為通訊作者。
 

　　粒子物理標準模型成功描述了迄今已被發(fā)現(xiàn)的所有基本粒子和除引力之外的三種基本相互作用，但它還面臨很多未解答的問題，如暗物質(zhì)、暗能量、正反物質(zhì)不對稱、以及與引力如何統(tǒng)一等問題。這些問題的解決可能需要擴展標準模型或發(fā)展新的理論，由此會引入一些新的基本粒子和新相互作用。實驗探測這類新奇相互作用對于探測暗物質(zhì)與尋找超越標準模型新物理具有重要意義。
 

　　團隊針對自旋-速度相關(guān)的新奇相互作用，采用末端粘接金球的微懸臂作為微弱力傳感器，結(jié)合自主研發(fā)的光纖干涉儀，成功實現(xiàn)了飛牛頓量級的微弱力測量。通過獨特設(shè)計的周期自旋調(diào)制結(jié)構(gòu)和相位敏感的正交解調(diào)方法，實現(xiàn)對待測信號的空間調(diào)制與速度調(diào)制，從而攻克了將目標信號從背景干擾中高效分離的難題，有效提高了實驗的探測精度。相比團隊2020年取得的成果[Constraints on the Velocity and Spin Dependent Exotic Interaction at the Micrometer Range，Phys. Rev. Lett. 124, 161801(2020)]，本研究在新型高穩(wěn)定原子力顯微鏡、高電子自旋數(shù)調(diào)制結(jié)構(gòu)、信號解調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破，最終在2.1微米作用程處，將測量精度較團隊2020年水平提升約48倍，將之前國際最好水平提升約一個量級，在0.05-10微米作用程內(nèi)，給出了對該相互作用迄今最強的實驗限制。