美国科研团队在《科学报告》发表突破性成果，成功在室温环境下利用里德堡耗散时晶（DTC）技术，实现了对亚千赫（sub-kHz）频段电场的超灵敏探测。该研究不仅将探测灵敏度提升至~7.8µV·cm⁻¹·Hz⁻¹/²（300Hz处），较现有最先进技术在亚千赫频段的性能提升了约8.7倍，更突破了传统天线在超低频段的物理尺寸限制，为微型化传感器应用奠定了坚实基础。
里德堡原子气体在远离平衡态时，会因模式竞争涌现出多体相。当施加磁场驱动时，这些系统会在室温下产生持续的极限环振荡（OSC），形成鲁棒的耗散时晶。研究团队发现，亚千赫频段的直流（DC）和交流（AC）斯塔克场可分别**平移或调制这些时晶的振荡频率。特别是AC斯塔克调制能诱导频谱的频率调制（FM），使得系统能够以窄带检测极微弱的交流电场，而直流电场则通过斯塔克频移被检测。这一机制将探测信号从低频基带转移至振荡频率附近的边带，有效规避了技术噪声的干扰。
在实验验证中，团队利用铯原子蒸气池，通过探测激光和耦合激光的相互作用，成功观测到了由AC斯塔克场（0.5Hz）调制的振荡频率变化。实验数据显示，在300Hz频率下，系统灵敏度达到~7.8µV·cm⁻¹·Hz⁻¹/²，且无需复杂的直流场优化即可实现。相比之下，传统的里德堡电磁测量技术通常依赖精细调谐的直流斯塔克场，且难以在亚千赫频段获得如此高的信噪比。该研究证实，这种基于时晶的探测方法在DC至600Hz的亚千赫范围内具有显著优势，而此前的时晶传感技术主要局限于10-15kHz的振荡频率附近。
这一成果标志着一类超紧凑（远小于波长，≪λ/10⁶）里德堡电场传感器的诞生。在低频段，传统天线的尺寸往往受限于波长，难以小型化，而该方案利用原子尺度的量子系统，完全规避了Chu极限对电小天线的束缚。这对于远程传感、通信导航、地球物理勘探以及生物医学诊断等领域中急需的极低频（ELF）探测技术具有革命性意义。美国在量子传感和里德堡原子物理领域的深厚积累，使其在新型原子传感器研发上持续领跑，为从实验室走向实际应用提供了关键的技术验证。
对于中国量子传感行业而言，这一成果启示我们应重点关注非平衡态量子多体系统在低频探测中的潜力，尤其是利用时晶特性规避传统噪声干扰的新思路，有望推动我国在微型化、高灵敏度电磁探测装备领域的技术突破。