一种用于自由落体磁体的可调反馈控制磁阱
自由空间中的铁磁体被预测在近零磁场下表现出纯拉莫尔进动,并为磁力测量和陀螺仪提供卓越的灵敏度。值得注意的是,尽管纯拉莫尔进动具有基础重要性及其探测相对论效应和暗物质相互作用的潜力,但在宏观铁磁颗粒中尚未观察到该现象。实现此类动力学需要真正的自由落体,以消除夹持损耗和陷阱引起的系统误差。核心挑战在于设计一个可调谐陷阱,该陷阱需足够微弱以允许近乎自由的演化,同时又要足够坚固以承受发射和释放过程中的扰动。在此,该团队提出并展示了一种新型主比例-积分-微分磁陷阱(MPIDMT),该陷阱将PID控制的线圈系统与主控线圈系统相结合。在第三代落塔——爱因斯坦升降机中,该系统在微重力阶段能够稳定悬浮铁磁颗粒,抵抗高达1.5 g的冲击加速度,并在低场(0.4 g)配置和纯自由落体状态下解析其运动。这些结果标志着向自由落体铁磁磁力测量、长期寻求的宏观拉莫尔进动直接观测以及未来空间实验迈出了关键一步。

