Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine et une en Allemagne a étudié la possibilité d'étendre les techniques maser aux systèmes Floquet. Dans leur article publié dans la revue Avancées scientifiques , le groupe décrit leur approche pour créer un nouveau type de maser en amplifiant les fréquences radio dans les systèmes Floquet. Ren Bao Liu, avec l'Université chinoise de Hong Kong, a publié un article Perspectives dans le même numéro de revue décrivant les travaux antérieurs visant à étendre les capacités des masers et le travail effectué par l'équipe sur ce dernier effort.

Les masers sont des dispositifs qui stimulent les émissions de rayonnement pour générer un rayonnement électromagnétique dans la même plage que les micro-ondes. Ils sont actuellement utilisés dans les communications, applications de spectroscopie et de métrologie. En raison de leurs caractéristiques, les scientifiques pensent qu'ils pourraient être utilisés dans d'autres applications plus exotiques, également, comme l'étude de la matière noire. La plupart des masers fonctionnent en utilisant des transitions entre des états quantiques stationnaires. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont imaginé un maser Floquet qui fonctionnerait en utilisant un peigne de fréquence verrouillé en phase et espacé d'une fréquence de modulation. Un tel maître, ils notent, fournirait une nouvelle plate-forme pour étudier la physique exotique, comme les systèmes quantiques à plusieurs corps.

Le maser créé par l'équipe a commencé par un laser tirant un faisceau à travers une lame d'onde sur un diviseur de faisceau polarisant. Les faisceaux divisés se sont ensuite rendus dans un champ magnétique modulé avec une périodicité basse fréquence. Un champ magnétique a ensuite été appliqué aux spins nucléaires d'un échantillon de xénon-129, qui a été détecté via un échange de spin avec une petite collection d'atomes de rubidium-87. Les signaux de transition de spin ont ensuite été amplifiés et transmis dans des bobines qui ont généré un second champ magnétique de rétroaction. Le résultat a été un champ magnétique qui a créé les échelles supérieure et inférieure d'états quantiques modulés périodiquement, également connu sous le nom d'États de Floquet. Les tests de l'appareil ont montré qu'il était capable de convertir des signaux de modulation de 1 à 100 MHz en fréquences de transition élevées supérieures à 10 Hz, d'une largeur de raie spectrale ultra-étroite inférieure à 0,3 Mhz.

Les chercheurs suggèrent que leur maser pourrait être utilisé pour mesurer les champs magnétiques à basse fréquence à des sensibilités de niveau subpicotesla, lequel, ils notent, pourrait jouer un rôle dans la recherche de la matière noire.

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