中国科研团队量子技术重大突破：暗物质探测界限提升50倍

【ITBEAR】中国科学院的研究团队近日取得了重大突破，他们运用先进的量子精密测量技术，在难以捉摸的“轴子窗口”内，对轴子暗物质进行了直接搜寻实验。该实验由彭新华教授和江敏副教授领衔，成功将国际探测界限推高了至少50倍。

这项引人注目的研究成果已在11月4日被国际知名学术期刊《物理评论快报》发表，并荣获“编辑推荐”文章的殊荣。同时，该研究也获得了美国物理学界的高度评价，印第安纳大学伯明顿分校的Michael Snow教授在一篇专文评述中，特别指出了研究团队引入的磁放大技术和信号模板两大创新点，这使得探测灵敏度大幅提升。

粒子物理标准模型虽然经受住了无数实验的检验，但它所描述的宇宙仅占观测宇宙能量密度的5%。轴子，作为暗物质的一种热门候选粒子，被多种超越标准模型的理论所预言。这类粒子与标准模型粒子的相互作用微弱，却能引起能级的微小移动。

量子精密测量技术以其对微弱能级的高灵敏度而著称，它利用量子相干、关联和纠缠等特性，为暗物质搜寻带来了革命性的变化。此次，研究团队巧妙地利用了两个相距60毫米的极化129Xe原子系综，在轴子窗口内进行了精密的探测。

为了增强探测效果，研究人员在原子系综中混入了碱金属，成功实现了对原子系综极化矢量信号高达145倍的放大。同时，他们还设计了高效的磁屏蔽系统，将经典磁场信号的干扰降低了1010倍。这些创新举措共同构建了一个极为灵敏的轴子暗物质探测器。

尽管此次实验未能直接发现轴子暗物质的存在证据，但研究团队在轴子窗口内给出了迄今为止最强的中子-中子耦合界限，这一成果无疑为未来的暗物质研究奠定了坚实的基础。同时，它也展示了量子精密测量技术在探索未知领域中的巨大潜力。

此次研究的成功不仅是对中国科学家在暗物质探测领域实力的一次有力展示，也为全球暗物质研究提供了新的视角和方法。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，我们有理由期待更多关于暗物质的奥秘被揭开。