記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校彭新華教授、江敏副教授等人利用量子精密測量技術(shù)探測暗物質(zhì)誘導的自旋相關(guān)相互作用，將此前國際上的探測界限提升50倍以上。國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》日前刊發(fā)了該成果。
在我們的世界，日月星輝乃至自然萬(wàn)物等所有“看得見(jiàn)”的東西，僅占宇宙質(zhì)量的5%，另外的95%是看不見(jiàn)的暗物質(zhì)和暗能量。找到暗物質(zhì)，將會(huì )帶來(lái)物理學(xué)的革命性突破，讓人類(lèi)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(wú)法用任何光學(xué)或電磁觀(guān)測設備直接“看”到。如何探測到“暗粒子”，是國際物理學(xué)研究的重大課題。
軸子是可能構成暗物質(zhì)的熱門(mén)假想粒子之一。近期，利用量子精密測量技術(shù)對微弱能級的超靈敏測量，中科大科研團隊巧妙利用兩個(gè)相距60毫米的極化原子系綜，在“軸子窗口”內探測軸子暗物質(zhì)誘導的自旋相關(guān)相互作用。為此，科研人員精心設計磁屏蔽系統，成功把環(huán)境的經(jīng)典磁場(chǎng)信號抑制減弱為一百億分之一，還采用在引力波探測中廣泛應用的最優(yōu)濾波技術(shù)，以最大限度提高軸子信號的信噪比。
通過(guò)一系列創(chuàng )新，科研團隊在“軸子窗口”內給出了迄今為止最強的中子—中子耦合界限，將此前國際上的探測界限提升50倍以上。美國印第安納大學(xué)伯明頓分校教授邁克爾·斯諾評論認為，這項研究的獨特亮點(diǎn)在于創(chuàng )新性引入兩種新技術(shù)——磁放大技術(shù)和信號模板，超越了國際先進(jìn)水平。
“我們的研究通過(guò)提升探測精度和范圍，進(jìn)而提升了尋找到‘暗粒子’的可能?！迸硇氯A教授說(shuō)。此外，這項研究發(fā)展的技術(shù)具有遠景的實(shí)際應用價(jià)值，比如通過(guò)提高核磁共振的精度來(lái)實(shí)現精準醫療，以及開(kāi)展更為精密的深海探測等。（記者徐海濤、陳諾）
