点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:量子精密测量为暗物质搜寻提供新手段
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

量子精密测量为暗物质搜寻提供新手段

来源:科技日报2021-11-23 09:39

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  记者22日从中国科学技术大学获悉,该校彭新华教授研究组与德国科学家合作开发出一种新型超灵敏量子精密测量技术,并用于暗物质的实验直接搜寻,实验结果比先前的国际最好水平提升至少5个数量级,首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限。相关成果日前在线发表于《自然·物理学》。

  宇宙物质组成中的绝大部分为暗物质,占到了约85%,我们所熟悉的普通物质只占约15%。为了寻找这些神秘的暗物质粒子,多个国家布局一系列国家级甚至世界级暗物质探测的实验探测计划,然而迄今为止还没有找到暗物质存在的直接证据。

  彭新华研究组利用气态氙和铷原子混合蒸气室,发明了具有超高灵敏度的新型核自旋量子测量技术,实现了国际最佳灵敏度的核自旋磁传感器。该工作报道了一种全新的自旋放大效应,其放大机制完全不同于以往机制。该技术利用激光先极化铷原子蒸气,再利用铷与气态氙原子的自旋交换碰撞,从而将氙原子的核自旋极化。相比传统热极化方法,新技术利用光极化的方法获得了接近0.3的自旋极化度,远超过传统方法。传统方法采用对氙原子进行外部探测,而新技术通过铷原子与氙原子的随机自旋交换碰撞,就可以将氙原子的信号高灵敏读出,极大地简化了装置体积和复杂度。基于该物理机制,研究人员设计出磁场量子放大器,并将这台自旋放大器与团队已发展的原子磁力计相结合,将原子磁力计的磁探测灵敏度提高了100倍。

  大量理论预测暗物质与原子核会发生极微弱的相互作用,这种相互作用相当于在原子核自旋上施加一个微小磁场——“赝磁场”。利用超灵敏磁场探测装置可以检验这一微小的赝磁场,以此来寻找暗物质粒子存在的迹象。彭新华研究组利用自旋放大器来放大暗物质产生的“赝磁场”,大大提高了暗物质的搜寻灵敏度。相比传统大型暗物质科学装置,该设备只需桌面尺寸的空间布局。

  这一成果充分展示了量子精密测量技术与暗物质探测的交叉融合,有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。

  (记者吴长锋)

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “冰城”百年老街的璀璨冬夜

  • 雪后探访东北虎

独家策划

推荐阅读
作为全国首个商业航天共性试验和科研生产基地,“北京火箭大街”项目由亦庄控股旗下城市更新公司投资、开发、运营管理
2026-01-13 17:38
力鸿一号遥一飞行器12日在酒泉卫星发射中心圆满完成亚轨道飞行试验任务,返回式载荷舱顺利着陆完成回收。本次飞行试验圆满完成返回式载荷舱的再入大气层返回减速与回收验证,
2026-01-13 03:35
从耳畔低语的智能伴侣,到街头无声行驶的自动驾驶车辆,科技正褪去冰冷外壳,融入人们日常生活。谷歌计划将AI技术嵌入人们日常依赖的应用Gmail内,让其帮助总结冗长的邮件,并撰写得体的回复。
2026-01-13 09:07
南极秦岭站附近,几只黑白分明、步履蹒跚的阿德利企鹅歪着头,打量着不远处向他们热情招手的中国考察队员。今年,中国第42次南极考察队又一次如约而至,继续开展对这些极地“原住民”的监测研究。
2026-01-13 09:06
滑动轴承被称为工业装备的“关节”,其性能直接决定了重型机械、精密机床、高效电机乃至风力发电机、高速列车等高端装备的可靠性、效率与寿命。
2026-01-13 09:06
数据显示,自港珠澳大桥珠海公路口岸开通以来,经港珠澳大桥边检站查验内地旅客数量已超过3938万人次,仅2025年就超过1257万人次,创历史新高。
2026-01-13 09:05
工信学堂致力于推动学生人工智能素养的全面提升,助力拔尖创新型人才培养,为我国未来工信科技人才队伍储备力量。
2026-01-12 15:41
在斯图尔特的农场,赞比亚大豆科技小院首席专家、吉林农业大学教授魏健疆手把手教会当地农户“作物—菌物—肥料”闭环生产。
2026-01-12 08:59
记者1月11日从国家数据局获悉,国家数据局将进一步研究借鉴其他领域登记制度的经验做法,不断吸收社会各界的意见建议,创新建立适应数据特点的登记制度,更好推进数据流通使用,释放数据要素价值。
2026-01-12 08:54
目前团队正牵头建设贵州省人工智能实验室,将吸引更多算力产业链上下游企业集聚贵州,助力数字经济高质量发展。
2026-01-12 08:53
为适配医保业务的新形势新要求,助力中医药产业高质量发展,近日,国家医保局修订中药饮片医保编码规则。这相当于给每一味中药饮片都配上了新的“医保身份证”。
2026-01-12 08:51
以大模型为代表的新一代人工智能技术,深度赋能医疗健康领域,在医学影像判读、疾病风险预警、辅助诊疗决策等领域展现出巨大潜力和应用价值,有力助推临床诊疗模式优化升级,
2026-01-12 03:05
这条光缆,打破了地理困局,让贵州算力真正具备了“走出去”的能力。光缆为算力的灵活调配贯通了“路”,“息壤”平台如同光缆上的“智能交通指挥中心”,将西部算力资源与东部算力需求精准匹配。
2026-01-12 08:53
8日,中国载人航天工程办公室发布2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》。
2026-01-09 02:45
日前,生态环境部与国家统计局联合印发《关于发布2023年电力二氧化碳排放因子的公告》,以便于不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量。
2026-01-09 02:45
近日,中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队,系统揭示了小麦基因型、灌溉条件、储存方式及制粉工艺影响面团流变特性及产品质量的微观和介观机制。
2026-01-09 02:45
各地要强化标准牵引,结合相关部门人工智能终端智能化分级标准制定和产品智能化等级认定等情况,合理确定补贴品类。
2026-01-09 09:05
从中国机械工业联合会获悉,“十四五”时期是我国环保装备制造行业技术创新爆发期,产业链自主可控率超90%,核心专利数量全球第一,技术装备水平跃升,国际竞争力显著提升,国际市场占有率达23.1%。
2026-01-09 02:55
CES历来是观察前沿技术走向的重要窗口。今年,一个新词被频频提及——“物理人工智能(物理AI,Physical AI)”。
2026-01-08 18:29
加载更多