我国科学家在合肥和杭州搭建了国际首个基于核自旋的量子传感网络,这给探测暗物质的精度带来了重大突破。来自中国科学技术大学的彭新华教授和江敏教授领导的研究团队在这项工作中做出了重要贡献。他们的创新技术让捕捉微弱暗物质信号变得更加容易。《自然》期刊对这项研究进行了报道,肯定了它的科学价值和影响力。暗物质被认为占宇宙总质能的26.8%,但由于它几乎不与普通物质发生电磁相互作用,科学家们一直很难直接观测到它。一种被称为“轴子”的极轻粒子被认为可能构成了暗物质海洋。探测轴子等候选粒子是物理学界的前沿课题,因为这些信号极其微弱且瞬态。中国科学技术大学研究团队利用量子精密测量技术,成功捕捉到了疑似轴子相互作用的信号。他们给量子传感器装备了两项关键利器:首先,团队将信号有效“储存”在原子核自旋相干态中,延长了相干时间;其次,他们开发了高效量子放大技术,将微弱信号放大近百倍。这使得原本可能湮没在背景噪声中的信号变得清晰可辨。研究团队还在安徽合肥和浙江杭州两地部署了五台超高灵敏度核自旋量子传感器,通过卫星授时技术实现了时间精确同步。这种网络化布局扩大了探测范围并能有效抑制环境噪声。经过两个月的观测和数据分析,研究团队获得了最严格的实验限制结果。他们在部分质量区间内的探测精度比天文学家间接观测到的高出40倍,这是实验室直接探测暗物质的一项重要突破。中国科学技术大学研究团队的成就展示了我国在量子传感与精密测量领域深厚积累和创新能力,也体现了中国科学家勇于挑战重大科学问题的决心。这项工作为全球暗物质探测开辟了新方向,“探测之网”将以更高灵敏度和更广覆盖范围持续聆听宇宙深空隐秘回响,为解开暗物质之谜做出重要贡献。