新的微波激射器有望探测超轻暗物质

记者4日从中国科学技术大学获悉，彭新华教授及其合作者的研究团队首次在罗凯量子系统上实现了微波激射器，为超高精度超低频磁场测量和暗物质搜寻提供了新的途径。

这个成果前几天发表在《科学进展》。

微波激射器是一种量子器件，它利用电磁波与原子或分子子系统之间的共振相互作用，在微波波段获得放大或振荡。自从1954年第一个微波激射器成功实现以来，它已经产生了许多革命性的技术，如激光、原子钟和量子放大器。由于这些微波激射器技术在现实生活和科学研究中发挥着不可替代的作用，诺贝尔物理学奖多次授予该领域。

虽然微波激射器的研究历史已经超过60年，但到目前为止，能实现微波激射器的物质还很少，现在也只是在静态系统中实现。没有关于具有随时间变化的周期性变化的系统(即罗凯系统)的理论和实验报告。

彭新华课题组首次从理论上提出了研制这种新型微波激射器的可行性，并在核自旋系统上成功实现。

经过两年多的努力，研究人员首次观察到罗凯量子态之间的受激辐射，标志着在周期性变化的量子系统上实现了微波激射器。他们还利用这种微波激射器有效克服了过去精密测量中低频噪声的问题，实现了迄今为止超低频带最高的磁场测量灵敏度。