記者從中國科學技術大學獲悉，該校盧征天教授團隊利用激光冷原子方法對鐿-171原子的固有電偶極矩進行了首次測量，獲得了該電偶極矩小于上限結果，并對鐿-171原子核的席夫極矩設定了上限。相關成果8月19日發表在《物理評論快報》上。
原子與原子核當中普遍存在自旋現象，旋轉原子中的電荷流動形成一個線圈，從而產生原子的固有磁偶極矩，這是人們熟悉的原子內稟屬性。
然而，原子內部的正負電荷是否會沿自旋方向有所分離而產生固有電偶極矩?
自從20世紀50年代李政道、楊振寧提出宇稱不守恒的設想，人們便開始尋找粒子、原子核及原子的固有電偶極矩。這種物理現象既破壞空間反演對稱性(即“宇稱”)，又破壞時間反演對稱性，并與CP破壞、物質-反物質不對稱等基礎物理問題緊密相關。粒子物理理論推測電偶極矩研究是通向標準模型之外新物理的一條充滿希望的探索途徑，半個世紀以來一代又一代的實驗在尋找電偶極矩信號，測量精度不斷提高，但迄今為止所有測量都只得到了上限。
由于原子的固有電偶極矩會使得自旋進動頻率因外加電場而有所變化，基于此，研究人員利用激光對鐿-171原子原子進行冷卻與囚禁，觀察光阱中原子的自旋進動現象。他們利用綴飾光原理發展出了一種針對原子自旋態的量子非破壞測量方法，把測量中的技術噪聲壓低到量子投影噪聲極限以下，從而極大地提高了自旋態的測量效率。
與此同時，研究人員把自旋進動的相干時間提高到300秒以上，最終對15赫茲的自旋進動頻率實現了100納赫茲量級的測量精度。在精度大幅提升的前提下，研究人員首次觀測到了光阱中的宇稱混合效應，并通過對光阱的精確操控成功抑制了與光阱相關的系統誤差。(科技日報記者 吳長鋒)
標簽： 我國科學家 時間反演對稱性實驗檢驗 獲重要進展 相關成果
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