記者3日從中國科學技術大學獲悉，該校中國科學院微觀磁共振重點實驗室杜江峰,、石發(fā)展等人在固態(tài)體系中開展了首個類原子缺陷全同性檢驗工作,，頻率檢驗精度達赫茲級，并基于這一結果提出了新型固態(tài)原子鐘方案。該成果日前發(fā)表在《物理評論快報》上,。

　　精密測量是人類深化認知自然界的重要手段,，如原子鐘和引力波探測等領域都以精密測量為基礎，而粒子的全同性是開展高精度測量的前提,。但是,，對于固體中的類原子缺陷，由于固態(tài)晶格的復雜性,，目前尚未對固體中的類原子缺陷進行過高精度的全同性檢驗,。近10年來，金剛石中的一種類原子缺陷——氮—空位色心得到了廣泛關注,。這種缺陷具有很多優(yōu)良的性質,，基于這些優(yōu)勢，氮—空位色心已經(jīng)在量子精密測量和量子計算等領域被廣泛應用,。

　　在室溫大氣條件下,，研究組對氮—空位色心的全同性進行了赫茲級水平的檢驗，通過采用拉姆齊干涉法對該系統(tǒng)的哈密頓量進行了測量,，在赫茲級水平上對不同色心進行了比較,。其中，對氮核自旋的電四極矩耦合的測量最為精確,，測量值的精度比以往實驗提高了四個數(shù)量級,。實驗驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使在室溫大氣條件下,，不同的色心仍能在赫茲水平上表現(xiàn)為全同,，而不均勻的晶格應力可使色心產(chǎn)生數(shù)十赫茲的差異。

　　基于以上全同性檢驗的結果,，研究組提出了一種具有高魯棒性(指系統(tǒng)具有穩(wěn)健性)和集成性特點的固態(tài)原子鐘的新方案,。相較于現(xiàn)有商用原子鐘，該固態(tài)原子鐘具有高魯棒性和易于集成的特點,，更適合在低溫,、高壓、移動平臺等具有挑戰(zhàn)性的復雜環(huán)境下工作,。

　　該成果提供了一種在固態(tài)自旋中開展精密測量的方法,，加深了對固態(tài)類原子缺陷的認識。未來,，測量精度可在低溫下進一步提升至毫赫茲水平,。在應用層面上，該工作提出了一類具有高魯棒性和集成性特點的固態(tài)原子鐘,，相關成果已申請專利,。