尋找粒子物理標準模型（xíng）之外的新粒子，對物理（lǐ）新探索非常重要。記者從中國科學技術大學獲悉，該校杜江峰院士（shì）團隊近期成（chéng）功研製出用於搜尋 “類軸子粒子”的（de）單電子自旋量子傳感器，將搜尋的力程拓展到亞微米尺度。國際權威學術期刊《自然　通訊》日（rì）前發表了該（gāi）成果。

　　新粒子的發現（xiàn），可用於填（tián）補當前粒（lì）子物理學（xué）、天體物理和宇宙學等方麵的理論缺陷，例如粒子質量等級問題（tí）、強CP疑難、正反物質不對稱（chēng）性以及暗物質和暗能量的物理本質（zhì）。

　　近（jìn）年來，國際學界發展了一係列精巧的實驗（yàn）裝置，在20微米（mǐ）以上（shàng）的力程範圍內開（kāi）展了電子與核（hé）子相互作（zuò）用的搜尋。但要在更短（duǎn）的（de）力程範圍內開展實驗研究，則麵臨一係列挑（tiāo）戰（zhàn）：如何構築一個尺寸足夠小的傳感器？如何設計傳感器（qì）的幾何形（xíng）狀從而允許（xǔ）電子（zǐ）和核子（zǐ）充分接近？如何（hé）提升傳感器的靈敏（mǐn）度，從而給出有意義的限定？如何有效隔離好環境噪聲，尤其是不可避免的電磁噪聲？

　　近期，杜江峰領導的中科院微觀磁共振重（chóng）點實驗室團隊與中科大（dà）天文學係、國家同步輻射實驗室科研人員合作，提出並實現了一種全新的探測方法，即將金剛（gāng）石近表麵NV色（sè）心（xīn）的電（diàn）子自旋，用作傳感器來搜尋小（xiǎo）於20微米範圍的電子與核子（zǐ）相互作用。他們（men）製備了離金剛石表麵10納米以內的NV色心作為探測器（qì），開發了相應（yīng）的電子學設備和量子控製方法，解決了上述製約短力（lì）程（chéng）探索的係列難題。實驗表明，新傳感器可以探索的力程範圍是0.1微米到23微米，為電子?核子相互作用的（de）探索提（tí）供了新的觀測（cè）約束。

　　據介（jiè）紹（shào），這一新方法也可以推廣到其它自旋相關的新相互作用的研究，從而為利用單自旋量子傳感器來研究超出標準模型的（de）新物理提供了可能性，有望激發宇宙學、天體（tǐ）物理和高能物理等（děng）多個科學領域的廣泛興趣。《自然　通訊》審稿人高度評價該（gāi）工作，認為這種新穎的實驗方法（fǎ），為直接探測（cè）較大質量的類軸子開辟了實驗窗口（kǒu）。