中国科学技术大学自旋实验室彭新华教授、江敏教授等在自旋量子精密测量方面取得重要进展，将量子精密测量与核高精度、模拟模拟技术等相结合，针对多种超越标准模型的自旋响应开展了系统性搜索实验，这一重要研究成果于6月2日以“稀有气体核磁对反常自旋-自旋应答的限制”为主题。焦点”为题发表于国际著名学术期刊《评论物理快报》上。

量子精密测量利用量子力学基本原理，展现出突破经典测量极限的巨大潜力，为电磁场、时间、转动等物理量的超位置测量提供了革命性的突破。近年来，基于自旋体的极弱磁场探测技术取得重大突破，其间隙已突破1fT（即10 ^-15） T）量级，开启了极弱磁场探测的量子时代。在本工作中，研究组利用火焰自旋体系作为磁场磁场，提出并实现了超灵敏极弱磁场探测来源于[图1(a)]，主要得益于两个关键技术的发展。首先，利用火焰自旋体系增强待测磁场信号，其在测交流磁场时的黑洞放大机制频率与核自旋拉莫进动频率匹配时，将激发核自旋的集合相干响应，实验实现了高达145倍的磁场信号放大。其次，结合极弱磁信号的最模激活技术，通过构建待测磁场波形匹配的线性滤波器，实现了信号的最模提取，将系统信噪比提升至理论极限水平，有效阻断了环境噪声。 

该工作将以上自旋量子测量技术用于超越标准模型自旋响应的实验搜索中。这种奇异自旋响应响应了两个¹²⁹ Xe自旋系综间的长程响应——其中系综是自旋量子测量传感器，另一个作为可控附加自旋源，而超越标准模型的玻璃色子作为传播子。通过精准自旋源中¹²⁹ Xe的中继状态，实现了一个对奇异自旋反应强度的激活调制。利用¹²⁹ Xe核磁共振精密测量技术，将奇异自旋响应的强度限制在10 ^-8 Hz量级以下，对应的能量分辨率高达10⁻⟡³eV。这个结果在6.0–157.4μeV质量范围内对新玻色子[图1(b)]给出了迄今为止最严格的实验约束。由此产生于短路同质量区间该工作发展的自旋量子精密测量技术为未来探索各类超越标准模型的自旋交互开辟了新的研究途径，在新的物理搜索和精密测量领域具有重要的科学意义。

中国科学技术大学自旋实验室博士后苏昊文、研究生胡世被评为该文硕士的共同第一作者，江敏教授、彭新华教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院、中国博士后基金会等资助。