量子点自旋量子位传感器中轴子风诱导边带三峰的年度调制特征
该研究团队提出了一种相位相干、窄带的磁力计方案,利用栅控硅量子点自旋量子位来探索轴子及类轴子粒子(ALPs)与电子自旋的耦合作用。通过重复拉姆齐回波序列和色散读出技术,能以亚赫兹级光谱分辨率追踪量子比特进动响应。基于对传感噪声(包括读出误差和1/f噪声)的考量,研究人员采用系列滤波协议确定了可探测的轴子质量窗口。实验数据显示,在1-10μeV轴子质量区间内,地球自转导致的信号周日调制现象显著,而地球公转产生的年周期性振幅包络会在周日调制分量两侧±Ω⊕固定频率间隔处产生边带。该方案可探测的轴子-电子耦合常数gae范围覆盖10−14至10−10。在似然分析中纳入这种日周期与年周期调制模式,有效增强了对稳态噪声与仪器噪声的抑制能力。分析表明,自旋量子比特磁力测量法的灵敏度可逼近天体物理观测建议值,从而为轴子-电子相互作用提供了实验室层面的补充探测手段。虽然该工作聚焦硅基自旋量子比特架构,但该方法普遍适用于自旋量子传感器平台。



