中國科學(xué)家用量子搜尋暗物質(zhì)獲重要進展 探測精度大幅提升
中國科學(xué)家在利用量子技術(shù)搜尋暗物質(zhì)方面取得了重要進展,。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)彭新華教授和江敏副教授等人采用量子精密測量技術(shù)探測暗物質(zhì)誘導(dǎo)的自旋相關(guān)相互作用，將國際上現(xiàn)有的探測界限提升了50倍以上,。這一成果已在《物理評論快報》上發(fā)表,。
宇宙中可見物質(zhì)僅占總質(zhì)量的5%，其余95%為暗物質(zhì)和暗能量,。找到暗物質(zhì)將帶來物理學(xué)的重大突破,，但暗物質(zhì)粒子不發(fā)光且不參與電磁相互作用，這使得直接觀測變得極其困難,。軸子是可能構(gòu)成暗物質(zhì)的假想粒子之一,，中科大科研團隊通過量子精密測量技術(shù)對微弱能級進行超靈敏測量，利用兩個相距60毫米的極化原子系綜,，在“軸子窗口”內(nèi)探測軸子暗物質(zhì)誘導(dǎo)的自旋相關(guān)相互作用,。為此，他們設(shè)計了磁屏蔽系統(tǒng),，成功將環(huán)境經(jīng)典磁場信號抑制至一百億分之一,，并采用了引力波探測中常用的最優(yōu)濾波技術(shù)，以提高軸子信號的信噪比,。
通過一系列創(chuàng)新,，該團隊在“軸子窗口”內(nèi)給出了迄今為止最強的中子—中子耦合界限，超越了國際先進水平,。美國印第安納大學(xué)伯明頓分校教授邁克爾·斯諾認為,，這項研究的獨特之處在于引入了磁放大技術(shù)和信號模板兩種新技術(shù)。
彭新華教授表示,，研究通過提升探測精度和范圍,，增加了發(fā)現(xiàn)“暗粒子”的可能性。此外,，這項技術(shù)還具有實際應(yīng)用價值,，如提高核磁共振的精度用于精準醫(yī)療或進行更精密的深海探測,。
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