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有望進(jìn)一步提升磁探測(cè)靈敏度 中科大提出磁噪聲抑制新技術(shù)
2024年08月01日 15:01:51
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5614
磁探測(cè)是現(xiàn)代物理學(xué)研究中的一項(xiàng)重要技術(shù)，其基本原理是通過各種高精度的磁力儀來捕捉和分析由磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，從而確定磁性物質(zhì)的位置和性質(zhì)。因?yàn)槠浞墙佑|性測(cè)量、無侵入性、高空間分辨率等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于暗物質(zhì)探測(cè)等領(lǐng)域。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】磁探測(cè)是現(xiàn)代物理學(xué)研究中的一項(xiàng)重要技術(shù)，其基本原理是通過各種高精度的磁力儀來捕捉和分析由磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，從而確定磁性物質(zhì)的位置和性質(zhì)。因?yàn)槠浞墙佑|性測(cè)量、無侵入性、高空間分辨率等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于暗物質(zhì)探測(cè)等領(lǐng)域。
然而這項(xiàng)技術(shù)卻同樣面臨著許多問題需要解決，磁噪聲干擾便是其中之一。它可能來源于多種因素，包括自然現(xiàn)象、電氣設(shè)備以及探測(cè)系統(tǒng)本身等，如何抑制磁噪聲的干擾也成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
而就在近日，我國(guó)在這方面收獲了新的成果。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(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)，并基于此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2個(gè)數(shù)量級(jí)。
法諾共振干涉效應(yīng)是一種在物理學(xué)中廣泛存在的現(xiàn)象，主要涉及到散射共振和非對(duì)稱線形的產(chǎn)生。在法諾共振現(xiàn)象中，連續(xù)態(tài)的散射(背景散射)與離散態(tài)的激發(fā)(共振散射)之間的干涉作用會(huì)使得在某些條件下，兩者的振幅相互抵消，導(dǎo)致散射譜線出現(xiàn)非對(duì)稱的谷值或凹陷。利用這一點(diǎn)，可以優(yōu)化器件的性能并減少噪聲干擾。
而在中科大提出的新方法中，便驗(yàn)證了利用了這一效應(yīng)抑制磁噪聲的可行性。在氣態(tài)氦和鉀原子混合體系中，研究團(tuán)隊(duì)通過激光極化鉀原子作為氣態(tài)氦原子核自旋的極化和讀出手段，通過自旋交換碰撞實(shí)現(xiàn)對(duì)氦原子核自旋的極化。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過改變施加的偏置磁場(chǎng)大小，并相應(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。
值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)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。
目前包括科技日?qǐng)?bào)在內(nèi)，多家媒體對(duì)中科大的該成果進(jìn)行了報(bào)道，并向相關(guān)內(nèi)容也已經(jīng)發(fā)布在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng)上，相關(guān)的研究成果則發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上，感興趣的讀者可以自行查閱學(xué)習(xí)。相信隨著研究的持續(xù)推進(jìn)，這種全新磁噪聲抑制技術(shù)能夠在暗物質(zhì)探測(cè)、奇異自旋相互作用的探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，并且能夠?yàn)榈刭|(zhì)勘探、礦產(chǎn)資源勘查、環(huán)境監(jiān)測(cè)等工作帶去幫助。
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