Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Ahli Akademik DU Jiangfeng dari Universiti Sains dan Teknologi of China (USTC) Akademi Sains China (CAS) telah membuat satu kejayaan besar dalam meneroka interaksi putaran eksotik. Mereka berjaya menggunakan penderia kuantum putaran keadaan pepejal berdasarkan pusat kekosongan nitrogen (NV) dalam berlian untuk menyiasat interaksi ini pada skala mikro.
Penemuan penyelidikan mereka diterbitkan dalam Kajian Sains Negara, Kajian Surat fizikal, dan Prosiding National Academy of Sciences(PNAS), masing-masing. Penemuan tersebut memberikan pandangan yang berharga dan kekangan percubaan pada interaksi ini.
Carian percubaan untuk interaksi putaran eksotik yang disebabkan oleh boson baharu telah menjadi tumpuan baru-baru ini, kerana mereka berpotensi untuk menangani soalan asas di luar model standard. Dengan menggunakan pusat NV berlian sebagai penderia kuantum, pasukan secara inovatif membina pengesan sensitiviti tinggi yang mampu menyiasat interaksi putaran antara elektron dan nukleus. Kerja perintis mereka meluaskan julat carian percubaan kepada skala sub-mikrometer, membolehkan pengukuran tepat bagi pelbagai fenomena putaran.
Untuk meningkatkan keupayaan penderia, pasukan itu menyedari proses pertumbuhan putaran elektron bagi ensembel NV berlian berkualiti tinggi, menaik taraf pengesan putaran tunggal kepada penderia putaran ensembel. Kemajuan ini meningkatkan ketepatan pengesanan dengan ketara dan merealisasikan carian eksperimen untuk interaksi putaran eksotik.
Selain itu, pasukan itu memanfaatkan kelebihan pusat NV tunggal sebagai penderia skala atom dan gabungan teknologi sistem mikroelektromekanikal (MEMS) dengan pembuatan nano berasaskan silikon. Ini membawa kepada penciptaan cip kuantum spin-mekanikal yang boleh berskala, meningkatkan kekangan pemerhatian dengan dua urutan magnitud pada jarak yang lebih kecil daripada 100 nanometer.
Pencapaian tersebut menunjukkan kelebihan unik menggunakan penderia kuantum putaran keadaan pepejal untuk mengkaji fizik melebihi model standard, yang boleh mencetuskan minat meluas dalam pelbagai sains asas, termasuk kosmologi, astrofizik dan fizik bertenaga tinggi.