基于原子自旋的传感器对磁性与非磁性扰动的响应
仪器与探测器
2022-01-14 v3 原子物理
摘要
对赝磁自旋耦合的搜寻需要实现能够灵敏探测此类相互作用的技术。尽管无自旋交换弛豫（SERF）磁强计是促成此类搜寻的最有力方法之一，它受制于强磁耦合，从而恶化了赝磁耦合灵敏度。为解决该问题，此处我们通过数值模拟比较了工作于所谓自补偿 regime 的 SERF 磁强计与惰性气体-碱金属共磁强计的性能。我们证明该共磁强计可在不损失对非磁性耦合灵敏度的前提下降低对低频磁场的灵敏度。基于此，我们研究了两系统对振荡与瞬态自旋扰动的响应。我们的模拟揭示共磁强计对中子赝磁耦合的响应约比 SERF 磁强计强五个数量级，对质子赝磁耦合的响应约强三个数量级。共磁强计对磁性与非磁性扰动的不同频率响应使得区分这两类相互作用成为可能。这勾勒出将共磁强计实现为用于奇异物理搜寻的全球光学磁强计网络（GNOME）——旨在探测超轻玻色子（如类轴子粒子）——的先进传感器的能力。
引用
@article{arxiv.2107.05501,
title = {Response of atomic spin-based sensors to magnetic and nonmagnetic perturbations},
author = {Mikhail Padniuk and Marek Kopciuch and Riccardo Cipolletti and Arne Wickenbrock and Dmitry Budker and Szymon Pustelny},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.05501},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 3 figures