超高灵敏极弱磁场与惯性测量科学装置与零磁科学展望

超高灵敏极弱磁场与惯性量子精密测量技术已被广泛应用于人体脑磁和心磁等生物磁信号成像领域,以及暗物质和第五力探测、固有电偶极矩测量和基本对称性破缺验证等前沿基础物理探索,为认识物质世界提供了强有力的工具;同时在磁异常探测和高精度惯性导航系统等国家安全领域有着迫切应用需求。继续冲击超高灵敏度测量纪录和打造极弱磁场环境,是进一步探索基础物理研究边界、拓展生物磁成像应用和服务国家战略需求的关键。首先,对超高灵敏极弱磁场与惯性测量科学装置和基础应用进行概要介绍,涉及工作原理、系统组成和设计分析方法。然后,对无自旋交换弛豫原子磁强计和零磁空间进行概要分析,为指标性能进一步提升提供思路。最后,虽然强磁场环境下物性研究已经取得丰硕成果,但是极弱磁场环境中的基础科学研究十分匮乏,提出零磁科学基础研究设想,基于超高灵敏极弱磁场与惯性测量科学装置的技术基础,利用极弱磁场环境、超高灵敏磁测量和精密磁场操控方法,开展零磁医学、零磁生物学、零磁化学和零磁材料学的基础科学研究,有望构建零磁科学系统理论。