“量子探测网”能找到宇宙深处的悄悄话了!

合肥的中国科学技术大学,也就是中国科大,彭新华和江敏教授带领着他们的研究团队,成功搞出了全球首个基于原子核自旋的量子传感网络。这次他们不仅仅是建了个网络,还拿这个网络去寻找暗物质了。暗物质在宇宙中的质量可是占了26.8%呢,这可是现代物理学的一个大难题。 你知道吗,这个团队把实验室放在了安徽合肥和浙江杭州这两个地方,把五台特别灵敏的传感器分别摆放在两地的实验室里,给它们加上了卫星授时技术,让这五台传感器的时间同步达到了亚微秒级。这样就能把各个地方采集到的数据进行比对分析,把各地的噪音和干扰给排除掉,只留下真实的信号。 为了把原子核和轴子相互作用时产生的微弱信号放大到能够捕捉的程度,他们还自己研发了高效的量子放大技术。通过这个技术,信号能被放大百倍以上,那些原本埋在仪器本底噪声里的蛛丝马迹也就显形了。 其实轴子这种粒子是理论上预言出来的一种极轻粒子。当我们的地球在宇宙中穿行的时候,如果刚好掠过了由轴子形成的“墙”,原子核和轴子就会发生极其微弱的相互作用。这种信号可真是难抓啊,就像在汹涌海浪里找一粒沙子的震动一样难。 之前的方法都是间接观测超新星爆发这种天文现象来推测轴子的存在,而这次中国科大的研究团队在实验室里直接做实验。他们这次在部分质量区间把灵敏度提升了40倍呢!这意味着他们已经在实验室里超越了天文观测方法。 国际上的专家们对这个成果评价可高了!《自然》杂志都给他们点赞了,说这个研究为粒子物理和天体物理提供了新工具。这个网络不光能找轴子这种暗物质候选粒子,还能用来搜寻其他类型的宇宙微弱信号呢。 以后可能会有更多节点加入进来,探测灵敏度也会再提升几个数量级。“量子探测网”越做越大、越做越强的时候,我们就能更清楚地听到宇宙深处的悄悄话了!