研究方向

1. 低能区新相互作用及暗物质探测

（1）探测轴子传递的新相互作用

轴子最初为了解决强CP问题引入，由于它与标准模型的粒子作用非常微弱，目前也是暗物质粒子的主要候选者之一。早在1984年，诺贝尔物理学奖获得者Wilczek等人就提出，通过交换轴子，可产生以下与粒子自旋有关的相互作用。

单极-偶极作用：

偶极-偶极作用：

本课题组目前正使用悬臂梁技术，通过特殊设计的探针和周期调制磁结构，对以上相互作用进行探测。

（2）探测自旋为1的矢量玻色子传递的新相互作用

理论上物质通过交换自旋为1的矢量玻色子，可产生多种与粒子自旋，甚至相对速度都有关的新相互作用。这类粒子包括Z'粒子,暗光子等，其中一些也可能是暗物质的候选者。本课题组目前正在对以下两种跟粒子速度和自旋有关的新相互作用进行探测。

课题组也计划对以下通过轴矢量耦合的自旋-自旋新相互作用进行探测。

2. 超灵敏力学微振子研究

超灵敏的力学传感器是实现新相互作用探测以及金属表面局部电势起伏探测的通用核心部件之一。课题组拟基于微纳加工技术，利用其一体化微振子结构的稳定性、结构设计的灵活性以及多功能高密度集成特性，逐步研发超灵敏的力学微振子，用于金属表面电势分布在微米至亚毫米分辨尺度上的高精度测量，并进一步为新相互作用探测及多种物理效应的探测提供新的针对性解决方案。

导体表面电势会随空间和时间变化，是精密实验中的重要误差源之一。如下图所示，目前课题组正在结合MEMS微振子和开尔文扫描探针力显微术，研究导体表面电势的Patch效应。

3. 基于扫描探针显微镜的精密测量技术研究

为了对新相互作用和导体表面电势进行高精度的探测，课题组持续对相关技术进行研究，提升探测水平，包括扫描探针显微镜的整体设计和研制，用于悬臂梁和纳米位移台位移测量的激光干涉技术，高稳定性纳米位移台技术等。目前已研制2台扫描探针显微镜，设计并搭建了多种扫描探针显微镜扫描头。目前正在开展基于MEMS的开尔文探针显微镜及其对导体表面Patch效应测量的研究。