悬浮带电纳米金刚石的中和:迈向大质量物质的物质波干涉测量

量子力学与广义相对论(即引力理论)是现代物理学的两大支柱。利用大质量粒子构建的物质波干涉仪,可在全新领域检验包括量子力学基石——空间叠加原理在内的诸多基础理论,同时探索量子力学与广义相对论的交叉界面,例如验证引力量子化假说。为此,全球科研团队正全力推进此类干涉仪的研制工作。 在众多技术路线中,该研究团队选择以纳米金刚石为载体粒子,通过其内置自旋与斯特恩-格拉赫力的协同作用,实现时空闭环干涉。这一方向正吸引越来越多科研团队的关注[1]。此次发布的七篇系列技术笔记之一,旨在分享该团队应对各项挑战的解决方案与研究规划,以期推动该领域的发展。 具体而言,该工作展示了三项突破性成果:首先利用紫外光致发射技术实现悬浮纳米金刚石的电荷中和,并系统分析了该过程与光照波长及颗粒尺寸的关联规律;其次在0.5托压力的针形保罗阱中,实现了悬浮纳米金刚石的单电子级精度离散电荷调控;最终研发出远超现有水平的快速电荷中和技术。鉴于电荷中和是避免空间退相干的关键环节,这些突破为纳米金刚石空间干涉仪的最终实现奠定了重要基础。如需获取更多技术细节,该团队乐意进一步提供。

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