最近，《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表我校国家精密重力测量科学中心罗鹏顺教授课题组研究成果“Improved limits on the spin- and velocity-dependent exotic interaction in the micrometer range”。团队利用高精度微悬臂测量技术，在微米尺度下实现了对自旋-速度相关新奇相互作用的高精度探测，将此类相互作用耦合系数的限制强度较之前国际最好水平提高约一个数量级。博士生李素敏和张文博为共同第一作者，罗鹏顺教授为通讯作者。

粒子物理标准模型成功描述了迄今已被发现的所有基本粒子和除引力之外的三种基本相互作用，但它还面临很多未解答的问题，如暗物质、暗能量、正反物质不对称、以及与引力如何统一等问题。这些问题的解决可能需要扩展标准模型或发展新的理论，由此会引入一些新的基本粒子和新相互作用。实验探测这类新奇相互作用对于探测暗物质与寻找超越标准模型新物理具有重要意义。

团队针对自旋-速度相关的新奇相互作用，采用末端粘接金球的微悬臂作为微弱力传感器，结合自主研发的光纤干涉仪，成功实现了飞牛顿量级的微弱力测量。通过独特设计的周期自旋调制结构和相位敏感的正交解调方法，实现对待测信号的空间调制与速度调制，从而攻克了将目标信号从背景干扰中高效分离的难题，有效提高了实验的探测精度。相比团队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)]，本研究在新型高稳定原子力显微镜、高电子自旋数调制结构、信号解调等关键技术方面取得突破。最终，在2.1微米作用程处，将测量精度较团队2020年水平提升约48倍，将之前国际最好水平提升约一个量级，在0.05-10微米作用程内，给出了对该相互作用迄今最强的实验限制。

该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、武汉市知识创新专项项目以及精密重力测量国家重大科技基础设施的大力支持。