中国科学家在暗物质领域的“量子利器”

最近,中国科学技术大学自旋磁共振实验室的彭新华和江敏教授还有他们的团队在探索暗物质的领域里有了个大突破。他们给量子传感器加上了两项关键技术:一个是把瞬间信号储存在核自旋相干态里,让可探测时间变得很长;另一个是用自主研发的方案把微弱信号放大很多。这个新搞出来的量子传感网络连接了合肥和杭州两个城市。根据《自然》期刊上的报道,这个网络成功在暗物质探测上迈出了一大步。 大家都知道,宇宙里能看得见的物质只占了4.9%,而暗物质占了足足26.8%。因为它不发光也不跟光电磁打交道,所以科学家们才给它取了个外号叫“隐形组成部分”。大家一直很关注轴子这个理论中的粒子,觉得它可能形成某种结构。这次研究就是想看看地球穿过这种结构的时候,轴子和实验室里的原子核能不能产生一些信号。 团队把五台高灵敏度的传感器分别放在了合肥和杭州这两个地方。他们通过卫星时间同步系统搭建起了分布式探测网络。这个设计是想让多点数据相互对比来抑制误报,提高可信度。这次研究虽然没直接发现“暗物质墙”,但给轴子模型的限制提供了新的实验基准。特别是在某些质量区间上,限制精度比天文学方法还提高了40倍左右。 这次成果不仅给轴子搜寻定了新标准,也展示了量子传感网络在基础物理中的潜力。团队发展的分布式架构不仅给暗物质研究提供了新范式,未来还可能应用到引力波探测、地下流体监测等领域。彭新华教授说这个突破给人类探索宇宙奥秘增添了一件“量子利器”,也展现了我国科学家在科技攻关中的坚实步伐。