寻找暗物质 中国构建量子探测网

  新闻资讯     |      2026-09-21 14:40
原标题:寻找暗物质 中国构建量子探测网 本报讯(记者 吴兰)中国科学技术大学团队近日成功构建了全球首个基于原子核自旋的量子传感网络,为搜寻宇宙“隐形邻居”提供突破性工具。 国际学术期刊《自然》1月29日凌晨刊发了这一在暗物质探测灵敏度再攀高峰的突破性研究成果。该成果由中国科学技术大学自旋磁共振实验室彭新华教授和江敏教授团队取得。 在浩瀚宇宙中,人类肉眼可见的恒星、行星等普通物质,仅占宇宙总质量的4.9%。而占比高达26.8%的暗物质,就像一位“隐形邻居”——它不发光、不与普通物质发生电磁相互作用,却能通过引力影响星系运动,是宇宙构成的关键部分。 轴子作为暗物质的热门候选者,其形成的场可能存在“宇宙褶皱”般的拓扑缺陷,被科学家形象地称为“暗物质墙”。当地球穿越这堵“无形之墙”时,轴子可能与量子传感器中的原子核发生极微弱的相互作用,产生转瞬即逝的信号。要捕捉这个信号,难度堪比在沸腾的广场上,精准分辨出一片特定雪花落地的声音。 为攻克探测难题,研究团队给量子传感器装上了两件“硬核装备”:一是将转瞬即逝的信号“储存”在接近分钟级的核自旋相干态中,大幅延长了信号探测窗口;二是通过自研量子放大技术,将微弱信号增强一百倍,让“蛛丝马迹”不再难寻。 经过两个月的持续观测,团队虽未捕捉到明确的“暗物质墙”穿越信号,却取得了关键进展:在广泛的轴子质量范围内,给出了该暗物质模型最严格的限制标准。 《自然》审稿人高度评价:“这项工作为粒子物理和天体物理研究提供了强大工具,将激发新的研究浪潮。”(吴兰)