德國的科學家透過開發一種強大的新技術，揭示了稀土元素鈰（samarium）之前未知的特性。這項研究由美因茲約翰尼斯·古騰堡大學（Johannes Gutenberg University Mainz）及美因茲赫爾姆霍茨研究所（Helmholtz Institute Mainz）的研究團隊進行，他們應用了名為雙梳光譜技術（dual-comb spectroscopy, DCS）的先進激光技術。這種方法使他們能夠以高分辨率和高靈敏度測量在廣泛電磁頻率範圍內的原子光譜，幫助團隊發現了這種稀有元素中隱藏的原子轉變。鈰（Sm）對於生產高性能的鈰鈷（samarium-cobalt, SmCo）永磁體至關重要，這些永磁體廣泛應用於電動汽車的電動馬達及風力發電機的發電系統中。
這項發現為「光譜學 2.0」鋪平了道路，這是一個下一代平台，旨在作為一種「大規模平行光譜工具」，能夠同時進行多項測量。理解原子的內部結構對於探討物質的組成及設計新實驗以探索基本物理學是至關重要的。然而，許多原子的能量級結構仍未完全探索，特別是在稀土元素和锕系元素的情況下。光譜學基於電子在原子中移動時吸收或發射能量的原理，是研究原子結構最廣泛使用的方法之一。研究的主要作者、博士生 Razmik Aramyan 解釋，高分辨率的寬帶光譜技術對於原子物理學中的精確測量及尋找新的基本相互作用至關重要。
儘管如此，根據這位博士生的說法，測量複雜的原子光譜經常面臨挑戰，因為很難正確區分樣本的信號以及儀器能探測到的波長範圍的限制。為了克服這些挑戰，Aramyan 和他的團隊利用了一種名為雙梳光譜技術（DCS）的方法，這種技術基於 2005 年獲得諾貝爾獎的光學頻率梳技術。該方法利用兩個同步的梳激光以比傳統方法更高的精度測量光頻率，使他們能夠在廣泛的電磁頻率範圍內以高分辨率和高靈敏度測量原子光譜。
為了高精度檢測微弱信號，團隊實施了多個光電探測器以提高信噪比。這使得他們能夠清楚地識別實驗數據並確定光譜的波長。Aramyan 提到，這項研究引入了一種增強的多通道 DCS 方法，該方法結合了光電探測器陣列和一種新方案來解決頻率模糊，從而實現無模糊、高信噪比的寬帶測量。研究人員將此描述為通往「光譜學 2.0」的第一步，這將用於在強磁場下執行密集的原子和分子光譜學。
由於 DCS 特別適合填補原子數據的空白，研究人員在不同溫度下記錄了鈰蒸氣的光譜，並分析了在不同鈰濃度下的光譜行為。當比較結果時，他們驚訝地發現了幾條之前未描述的鈰吸收線。Aramyan 在新聞稿中表示，「這顯示了我們的方法能夠揭示之前未知的原子特性的潛力。」根據團隊的說法，這些發現為大規模平行光譜學開辟了可喜的可能性，包括在脈衝、超高磁場下研究原子。這項研究已發表於《物理評論應用》（Physical Review Applied）期刊中。
