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　　中國科學家用量子搜尋暗物質獲重要進展

　　中國(guo)科學技術大學彭(peng)新華教授、江敏副教授等人利用量子精密測(ce)(ce)量技術探(tan)測(ce)(ce)暗物質誘導(dao)的自旋相(xiang)關相(xiang)互作(zuo)用，將此前(qian)國(guo)際(ji)上(shang)的探(tan)測(ce)(ce)界(jie)限提升50倍(bei)以上(shang)。國(guo)際(ji)知名(ming)學術期刊《物理(li)評論快報》日前(qian)刊發了該成(cheng)果。

　　在我(wo)們的(de)(de)(de)世界，日月星輝乃至自然(ran)萬(wan)物等所有(you)“看(kan)得見(jian)(jian)”的(de)(de)(de)東西，僅占宇(yu)(yu)宙質(zhi)量的(de)(de)(de)5%，另外的(de)(de)(de)95%是看(kan)不(bu)見(jian)(jian)的(de)(de)(de)暗(an)(an)物質(zhi)和暗(an)(an)能(neng)量。找到暗(an)(an)物質(zhi)，將(jiang)會帶來物理(li)學的(de)(de)(de)革命(ming)性(xing)突破，讓(rang)人類更(geng)好地理(li)解(jie)宇(yu)(yu)宙。然(ran)而(er)暗(an)(an)物質(zhi)粒(li)子不(bu)發光(guang)、不(bu)參與電(dian)磁(ci)相互作用(yong)，無(wu)法用(yong)任何(he)光(guang)學或電(dian)磁(ci)觀測(ce)(ce)設備直(zhi)接“看(kan)”到。如何(he)探測(ce)(ce)到“暗(an)(an)粒(li)子”，是國(guo)際(ji)物理(li)學研究(jiu)的(de)(de)(de)重大課題。

　　軸(zhou)(zhou)子是可能構(gou)成(cheng)暗物(wu)質的(de)熱門(men)假想粒子之一。近期，利用量子精(jing)密(mi)測(ce)量技術對微弱(ruo)能級的(de)超靈敏測(ce)量，中(zhong)(zhong)科(ke)大(da)科(ke)研(yan)團隊巧妙利用兩個相距60毫(hao)米的(de)極(ji)化原子系綜，在“軸(zhou)(zhou)子窗(chuang)口(kou)”內探(tan)測(ce)軸(zhou)(zhou)子暗物(wu)質誘導的(de)自旋相關相互(hu)作用。為此，科(ke)研(yan)人員精(jing)心設計磁屏蔽系統，成(cheng)功把(ba)環境的(de)經典(dian)磁場信(xin)號抑(yi)制減(jian)弱(ruo)為一百億分之一，還采(cai)用在引(yin)力(li)波探(tan)測(ce)中(zhong)(zhong)廣泛應用的(de)最(zui)優(you)濾波技術，以(yi)最(zui)大(da)限度提高軸(zhou)(zhou)子信(xin)號的(de)信(xin)噪比。

利用量子精密測(ce)量技術探測(ce)軸(zhou)子暗物質(zhi)誘導的自旋相互作用圖。(科研團隊供圖)

　　通過一系列(lie)創(chuang)新，科研團隊在“軸子窗口”內給出(chu)了迄今為止最強(qiang)的中子—中子耦(ou)合界(jie)限，將此前國(guo)際上的探測界(jie)限提升50倍以上。美國(guo)印第安(an)納大學伯明頓分校教(jiao)授邁克(ke)爾·斯諾評論認為，這項(xiang)研究(jiu)的獨特亮(liang)點(dian)在于創(chuang)新性引入兩(liang)種新技(ji)術——磁放(fang)大技(ji)術和信號模板，超越了國(guo)際先(xian)進水(shui)平。

　　“我們的(de)(de)研究通(tong)過提(ti)升(sheng)探測精度和范(fan)圍，進(jin)而提(ti)升(sheng)了尋找到‘暗粒子’的(de)(de)可能(neng)。”彭新華教授說(shuo)。此(ci)外(wai)，這項研究發展的(de)(de)技術具有(you)遠景的(de)(de)實際(ji)應用(yong)價(jia)值，比如通(tong)過提(ti)高核磁(ci)共振的(de)(de)精度來實現精準醫療，以及開展更為精密的(de)(de)深海(hai)探測等(deng)。