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全新原子自旋傳感器問世 我國量子精密測量領域取得突破性進展
2025年08月12日 13:26:37
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：772
北京航空航天大學大科學裝置研究院房建成教授團隊魏凱教授組在量子精密測量領域取得重要進展。該研究團隊提出了一種全新的原子自旋傳感器，利用電子自旋與核自旋之間的雙自旋共振相互作用，實現(xiàn)了對弱磁場的超高靈敏和可溯源精準探測。
量子精密測量是一種利用量子力學原理進行高精度測量的技術，其能夠在時間、頻率、加速度和電磁場等物理量上實現(xiàn)前所未有的測量精度。隨著量子技術的進步，量子精密測量的應用場景不斷擴展，在基礎科研、地質(zhì)監(jiān)測、生物醫(yī)學檢測、氣候監(jiān)測等領域有著重要應用。
近期，北京航空航天大學大科學裝置研究院房建成教授團隊魏凱教授組在量子精密測量領域取得重要進展。該研究團隊提出了一種全新的原子自旋傳感器，利用電子自旋與核自旋之間的雙自旋共振相互作用，實現(xiàn)了對弱磁場的超高靈敏和可溯源精準探測。相關研究成果以“Double Spin Resonance for Traceable Ultrasensitive Atomic Spin Sensor”為題發(fā)表于物理學著名期刊《Physical Review Letters》。
長期以來，如何實現(xiàn)微弱磁信號“測得精”(靈敏度高)和“測得準”(測量可溯源)，是我國精密測量領域亟待突破的技術瓶頸。該全新原子自旋傳感器在近地磁量級的磁環(huán)境下，能夠精準測量比地球磁場還弱十億倍的磁信號，實現(xiàn)了“測得精”。同時，還能將測量結果溯源到原子的物理常數(shù)，確保結果準確可靠，真正做到“測得準”。目前，該傳感器已用于探索宇宙中神秘的暗物質(zhì)候選粒子類軸子，為揭開占宇宙總物質(zhì)組成約85%的暗物質(zhì)的神秘面紗提供了“計量利器”。
該全新的原子自旋傳感器不僅完善了我國在超高靈敏磁場測量領域的量值溯源體系，更為基礎科學研究、高端裝備制造、宇宙探索等領域提供了技術支撐，為我國高端計量技術發(fā)展注入強勁動力。
素材來源：北京航空航天大學
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