中國(guó)教育在線
中國(guó)科學(xué)家用量子搜尋暗物質(zhì)獲重要進(jìn)展
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)彭新華教授、江敏副教授等人利用量子精密測(cè)量技術(shù)探測(cè)暗物質(zhì)誘導(dǎo)的自旋相關(guān)相互作用，將此前國(guó)際上的探測(cè)界限提升50倍以上。國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》日前刊發(fā)了該成果。
在我們的世界，日月星輝乃至自然萬物等所有“看得見”的東西，僅占宇宙質(zhì)量的5%，另外的95%是看不見的暗物質(zhì)和暗能量。找到暗物質(zhì)，將會(huì)帶來物理學(xué)的革命性突破，讓人類更好地理解宇宙。然而暗物質(zhì)粒子不發(fā)光、不參與電磁相互作用，無法用任何光學(xué)或電磁觀測(cè)設(shè)備直接“看”到。如何探測(cè)到“暗粒子”，是國(guó)際物理學(xué)研究的重大課題。
軸子是可能構(gòu)成暗物質(zhì)的熱門假想粒子之一。近期，利用量子精密測(cè)量技術(shù)對(duì)微弱能級(jí)的超靈敏測(cè)量，中科大科研團(tuán)隊(duì)巧妙利用兩個(gè)相距60毫米的極化原子系綜，在“軸子窗口”內(nèi)探測(cè)軸子暗物質(zhì)誘導(dǎo)的自旋相關(guān)相互作用。為此，科研人員精心設(shè)計(jì)磁屏蔽系統(tǒng)，成功把環(huán)境的經(jīng)典磁場(chǎng)信號(hào)抑制減弱為一百億分之一，還采用在引力波探測(cè)中廣泛應(yīng)用的最優(yōu)濾波技術(shù)，以最大限度提高軸子信號(hào)的信噪比。
利用量子精密測(cè)量技術(shù)探測(cè)軸子暗物質(zhì)誘導(dǎo)的自旋相互作用圖。(科研團(tuán)隊(duì)供圖)
通過一系列創(chuàng)新，科研團(tuán)隊(duì)在“軸子窗口”內(nèi)給出了迄今為止最強(qiáng)的中子—中子耦合界限，將此前國(guó)際上的探測(cè)界限提升50倍以上。美國(guó)印第安納大學(xué)伯明頓分校教授邁克爾·斯諾評(píng)論認(rèn)為，這項(xiàng)研究的獨(dú)特亮點(diǎn)在于創(chuàng)新性引入兩種新技術(shù)——磁放大技術(shù)和信號(hào)模板，超越了國(guó)際先進(jìn)水平。
“我們的研究通過提升探測(cè)精度和范圍，進(jìn)而提升了尋找到‘暗粒子’的可能?！迸硇氯A教授說。此外，這項(xiàng)研究發(fā)展的技術(shù)具有遠(yuǎn)景的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，比如通過提高核磁共振的精度來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療，以及開展更為精密的深海探測(cè)等。
① 凡本站注明“稿件來源：中國(guó)教育在線”的所有文字、圖片和音視頻稿件，版權(quán)均屬本網(wǎng)所有，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人未經(jīng)本網(wǎng)協(xié)議授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式復(fù)制發(fā)表。已經(jīng)本站協(xié)議授權(quán)的媒體、網(wǎng)站，在下載使用時(shí)必須注明“稿件來源：中國(guó)教育在線”，違者本站將依法追究責(zé)任。
② 本站注明稿件來源為其他媒體的文/圖等稿件均為轉(zhuǎn)載稿，本站轉(zhuǎn)載出于非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。如轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)等問題，請(qǐng)作者在兩周內(nèi)速來電或來函聯(lián)系。
