研究团队发现了混合原子自旋间的法诺共振干涉效应，并提出了一种新颖的磁噪声抑制技术，将磁噪声干扰降低至少两个数量级。该研究发表在《物理评论快报》上。该团队由中国科学院中国科学技术大学彭新华教授和姜敏副教授领导
在过去的几十年里，超出粒子物理标准模型的奇异自旋相互作用在精密测量领域引起了广泛的关注。这些奇异自旋相互作用涵盖了许多前沿领域，例如寻找自旋-暗物质粒子相互作用、第五力等。在这些精密实验中，奇异相互作用等效于磁场作用于自旋，而极弱磁场测量技术为测试这种微弱磁场信号提供了一种新手段。
然而，这些研究中的磁场信号极其微弱，常常被噪声背景掩盖，尤其容易受到磁噪声等干扰。尽管原子共磁仪可以利用两种不同的自旋来减少磁场漂移和波动的影响，但之前的原子共磁仪仅对低频磁噪声(小于 1Hz)有效，这严重阻碍了在广阔的未探索参数空间中实验性地寻找奇异自旋相互作用。
研究团队开发了一种基于磁噪声自补偿效应的磁噪声抑制方法，并在钾(K)和氦3混合气体体系中进行了实验验证，在该体系中，以激光极化的钾作为氦3核自旋的极化和读出手段，通过自旋交换碰撞实现二者的极化。
在以往的实验中，通常将偏置磁场设置为与氦原子产生的等效场大小相等、方向相反，氦原子的核自旋可以绝热跟随外界低频磁噪声，从而达到抑制效果。研究人员发现，在改变偏置场大小的同时，通过调整探测方向与外界特定频率磁噪声之间的夹角，可以实现对较高频率磁噪声的有效抑制。
此外，该方法从法布里-珀罗共振干涉抵消的新角度对实验现象提供了完整、准确的理论解释，研究人员利用磁噪声的自补偿效应实现了从近直流到高达200Hz的磁噪声的抑制，抑制倍数均超过两个数量级。
这项研究进一步表明，如果磁探测的灵敏度有限，利用磁噪声的这种自补偿效应有望将对伪磁场的灵敏度提高一个数量级。换句话说，它在更宽的频率范围内达到了0.1fT/Hz 1/2的水平。这项研究将有益于暗物质探测和奇异自旋相互作用等基础物理研究领域。
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