低频电场的高精度测量在科学领域面临持续挑战，现有技术往往难以兼顾精确校准、小型化及同时检测电场强度和方向等关键目标。

里德伯原子凭借其大电偶极矩和对电场的敏感性，成为量子计量学中构建高精度传感器的理想候选。传统方法如蒸汽室电磁感应透明光谱技术，因使用原子气体导致多普勒展宽、碰撞展宽等效应，限制了光谱分辨率和空间尺度测量的精度。

新加坡南洋理工大学的研究团队提出一种新方法，利用相互作用的里德伯原子链来检测低频电场。该方法不依赖大块气体，而是关注原子链对外部电场的集体响应。当电场施加时，它会改变原子的量子化轴方向，通过偶极交换影响原子间相互作用，这些变化携带了电场强度和方向的信息。

研究人员开发了三种互补测量技术：跟踪激发在链中的传播速度以分析动力学，检查拉姆齐谱反映系统能量结构，以及使用格林函数方法在频域分析透射谱。通过结合这些技术，该方法能跨时间、能量和频率全面捕获电场细节，实现比传统方法更精确的测量。

这一策略为开发紧凑、可编程的量子传感器开辟了路径，整合了可追溯性、微米级空间分辨率和方向检测能力。相关研究以“使用里德伯偶极链的低频矢量电测学”为题，发表在《Frontiers of Optoelectronics》期刊上。

出版详情：作者：；标题：《This chain of atoms can detect electric fields with stunning precision》；发表于：《Frontiers of Optoelectronics》(2026)；期刊信息: Frontiers of Optoelectronics