&bala; Física 18, S58
Um magnetômetro atômico usando um laser pulsado pode oferecer maior sensibilidade aos sinais de nova física do que as versões de laser contínuo.
Um magnetômetro atômico usa lasers e um gás de átomos, como o rubídio, para detectar campos magnéticos. Os átomos se comportam como pequenas bússolas magnéticas, com seus giros se movendo em resposta a forças magnéticas. O uso de duas espécies atômicas-na chamada comagnetômetros-aumenta o desempenho e abre a possibilidade de detectar interações exóticas de spin previstas em teorias que vão além do modelo padrão de física de partículas (ver Ponto de vista: o giroscópio Spin está pronto para procurar nova física). Agora, um novo design usando um laser pulsado em vez de um feixe de laser contínuo tem o potencial de melhorar ainda mais o desempenho (1).
A magnetometria atômica requer dois feixes de luz: um feixe de bomba que alinha os giros atômicos em uma certa direção e um feixe de sonda que detecta o movimento desses giros em relação a essa direção de alinhamento. Com uma única espécie de átomos, pode -se medir o campo magnético native. Com duas espécies de átomos, pode-se cancelar o sinal de campo magnético e outros efeitos de fundo e procurar possíveis sinais dependentes de rotação da matéria escura ou de outras partículas hipotéticas.
Jingyao Wang, da Universidade de Princeton, e seus colegas desenvolveram um comagnetômetro baseado em uma célula de vapor em forma de sino cheia de átomos de rubídio e neon. Ao aplicar o laser da bomba em um padrão de pulso repetido (ligado a 6 ms, desativado por 20 ms), os pesquisadores podem fazer medições de rotação “no escuro” e evitar o ruído do laser. Com melhorias adicionais, a equipe prevê que seu comagnetômetro será 4 vezes mais sensível do que o comagnetômetros de laser contínuo atual para sinais potenciais de axiões ou de outras partículas hipotéticas.
–Michael Schirber
Michael Schirber é um editor correspondente para Revista de Física Sediada em Lyon, França.
Referências
- J. Wang et al.“Pulsed Twin-Exis Alkali-Steel-Noble Gasoline Comagnetômetro”. Phys. Rev. a 111053103 (2025).
