Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en China y uno en Alemania ha investigado la posibilidad de extender las técnicas máser a los sistemas Floquet. En su artículo publicado en la revista Avances de la ciencia , el grupo describe su enfoque para crear un nuevo tipo de máser mediante la amplificación de frecuencias de radio en sistemas Floquet. Ren-Bao Liu, con la Universidad China de Hong Kong, ha publicado un artículo de Perspectives en el mismo número de la revista que describe el trabajo anterior con la ampliación de las capacidades de los maestros y el trabajo realizado por el equipo en este último esfuerzo.

Los masers son dispositivos que estimulan las emisiones de radiación para generar radiación electromagnética en el mismo rango que las microondas. Actualmente se utilizan en comunicaciones, aplicaciones de espectroscopia y metrología. Por sus características, Los científicos creen que podrían usarse en otras aplicaciones más exóticas, así como, como el estudio de la materia oscura. La mayoría de los maestros trabajan utilizando transiciones entre estados cuánticos estacionarios. En este nuevo esfuerzo, los investigadores imaginaron un maser de Floquet que funcionaría usando un peine de frecuencia bloqueado en fase y espaciado por una frecuencia de modulación. Tal maser, ellos notan, proporcionaría una nueva plataforma para el estudio de la física exótica, como los sistemas cuánticos de muchos cuerpos.

El máser creado por el equipo comenzó con un láser que disparaba un rayo a través de una placa de ondas a un divisor de rayos polarizador. Los haces divididos luego viajaron a un campo magnético modulado con periodicidad de baja frecuencia. Luego se aplicó un campo magnético a los espines nucleares de una muestra de xenón-129, que se detectó mediante un intercambio de espín con una pequeña colección de átomos de rubidio-87. Las señales de transición de espín se amplificaron y pasaron a bobinas que generaron un segundo campo magnético de retroalimentación. El resultado fue un campo magnético que creó las escaleras superior e inferior de los estados cuánticos modulados periódicamente, también conocido como estados Floquet. Las pruebas del dispositivo mostraron que era capaz de convertir señales de modulación de 1 a 100 Mhz en frecuencias de transición alta sobre 10 Hz. de un ancho de línea espectral ultra estrecho de menos de 0,3 Mhz.

Los investigadores sugieren que su maser podría usarse para medir campos magnéticos de baja frecuencia en sensibilidades de nivel subpicotesla, cuales, ellos notan, podría desempeñar un papel en la búsqueda de materia oscura.

© 2021 Science X Network