中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研制出用于搜寻类轴子的单电子自旋量子传感器，将搜寻的力程拓展到亚微米尺度。该成果近日发表在《自然—通讯》上。
　　寻找粒子物理标准模型之外的新粒子，对于探索新物理至关重要。近年来，人们在20微米以上的力程范围内开展了电子与核子相互作用的搜寻。然而，在更短的力程范围内开展实验研究面临一系列挑战。
　　在该研究中，杜江峰团队提出并实现了一种新探测方法：将金刚石近表面NV色心的电子自旋用作传感器，来搜寻小于20微米范围的电子与核子相互作用。他们制备了离金刚石表面10纳米以内的NV色心作为探测器，开发了相应的电子学设备和量子控制方法，解决了上述制约短力程探索的系列难题。实验表明，新传感器可以探索的力程范围是0.1微米到23微米。研究人员在其有效力程范围尚未发现新粒子存在的证据，为电子—核子相互作用的探索提供了新的观测约束。
　　据介绍，这一新方法也可以推广到其他与自旋相关的新相互作用的研究，从而为利用单自旋量子传感器研究超出标准模型的新物理提供了可能性。
　　（原载于《中国科学报》 2018-02-26 第1版 要闻)