最近,中国的科学家们搞了个大新闻:他们造出了全球第一个基于核自旋的量子传感网络,这给咱们探测暗物质打开了一扇新的大门。暗物质这东西吧,在宇宙里头可是占了差不多26.8%的分量,但它就是不反光、不吸光,只能靠引力让咱们知道它在那儿,大伙儿都管它叫“隐形骨架”。想把它抓住可不容易,是全世界科学家头疼的一个大难题。 这次站出来的是中国科学技术大学的彭新华教授和江敏教授带着团队。他们的团队搞了个分布式的量子传感网络,这下子探测的灵敏度就上去了。咱们主要是想看看那些可能构成“暗物质墙”的轴子,理论上说,当地球路过这种结构时,轴子场可能会和咱们实验室的原子核产生一点微弱的反应,发出来个短暂的信号。 但是这些信号特别小、也特别快,传统的办法根本抓不住。为了对付这个难题,团队给传感器装备了两个大招:一个是用核自旋相干态把信号留住的时间给延长到了几分钟,另一个是用他们自己研发的量子放大器把信号放大了一百倍。这下子就好办了,那些本来像涟漪一样的微弱信号就变成了能看懂的数据了。 更绝的是他们在合肥和杭州两地放了五台传感器,通过卫星授时让这几台仪器同步工作,搭起了一个分布式的大网。这样多点一起观察就能把周围环境的噪音给去掉了,可靠性也就提高了。虽然在两个月的观察里没直接逮住“暗物质墙”,但这给轴子模型定出了迄今为止最严的限制。在某些质量范围里,探测精度比之前用超新星观测的方法还要高40倍,这还是头一回实验室探测精度超过天文观测呢。 《自然》杂志的专家说这工作太有用了,能给粒子物理和天体物理研究提供强力工具。科研团队也表示这不仅给暗物质探测铺了条新路,这个组网的架构还能和引力波天文台这些大家伙一起合作搞多信使、多波段的观测。 现在这个量子探测网打算往全球铺开来,甚至还想上太空呢。他们要把灵敏度再往上提四个数量级,把这张“宇宙之网”织得更大更牢。以后这张网就能一直往深里探、往远处看,为咱们中国和全世界的基础科学研究多做点贡献。