中间层地磁场与原子碰撞的遥感探测

磁场传感已有助于板块构造理论的建立、地球地下结构的发现与制图，以及其他行星上磁性的研究。为填补天基与近地观测之间的空白，我们展示了一种在 85-100 km 高度遥感测量地磁场的新方法。该方法包括用强度调制的激光束对上中间层的原子钠进行光泵浦，并在以拉莫尔进动频率驱动原子钠自旋时，同步进行基于地面的磁光共振观测。实验在拉帕尔马（加那利群岛）的 Roque de Los Muchachos 天文台进行，我们在此验证了该技术，并遥感测得钠的拉莫尔进动频率为 260.4(1) kHz，对应于 0.3720(1) G 的中间层磁场。我们证明了在良好大气条件下磁强计精度水平为 0.28 mG/$\sqrt{\text{Hz}}$。此外，这些观测使我们能够表征中间层中的多种原子碰撞过程。中间层磁场的遥感探测具有潜在应用，例如岩石圈中大尺度磁结构的制图以及电离层中电流波动的研究。