暗物质探索迎来高精度“量子利器”

6月29日，中国科学技术大学传来消息：该校彭新华教授和江敏教授带领的团队取得核自旋量子精密测量技术的新进展，率先在国际上构建了基于原子中国舆情网核自旋的量子传感网络。这样的系统如同在宇宙中搭建了一套信号“监听网络”，极大提升了暗物质探测的敏感度，为破解暗物质这一宇宙难题开辟了新方向。相关研究成果当日在《自然》期刊发表。

暗物质占据宇宙总量的26.8%，是无法直接观测的“隐形成员”，它既不发出光，也不参与常规电磁作用，却能够通过引力掌控星系的运行。

在多种暗物质假设中，轴子被视作最有希望的候选者之一。它被比喻为“暗物质墙”，当地球穿越这道无形“屏障”时，轴子料将与量子传感器里的原子核发生极为微弱的互动，释放出极难侦测到的信号。想在众多噪声中捕捉这一刹那的变化，无异于在喧闹的人群中听见一片雪花落地的声音。

为突破观测瓶颈，科研人员为量子传感器装备了两项关键技术：首先，通过延长原子核自旋的相干时间，把稍纵即逝的信号以分钟为尺度存储下来，为侦测信号赢得更大时机窗口；其次，借助自主研发的量子放大方法，将微弱信号放大至原来的100倍，使得这些难以察觉的“蛛丝马迹”更易被记录。

团队在合肥与杭州两地同时部署了五台高灵敏度量子传感器，并通过卫星系统实现精确时间同步，由此搭建了分布式的量子传感网络。历经两个月的连续观测，研究人员在大范围轴子质量区间内，对相关暗物质模型给出了国际最严格的约束：部分区段的探测精度较天文学家观测超新星获得的数据提升了40倍，实验室的检测手段首次超越传统天文观测。

专家指出，这项成果不仅丰富了人类探索暗物质的技术手段，更为今后深度搜寻暗物质提供了强大“助力”。未来，该技术有望与全球引力波探测器联动，实现全球联网、空间布站等新布局，进一步提升灵敏度达数千倍，为解答暗物质的谜团提供更多突破口。