IT之家 11 月 12 日音讯，中国科学院微观磁共振要点试验室彭新华教授、江敏副教授等研讨人员使用量子精细丈量技能在“轴子窗口”（10 ueV-1 meV）内成功展开了轴子暗物质的直接搜索试验，将转瞬上的勘探边界提升了至少 50 倍。

  论文宣布的一起，美国物理学会的 Physics Viewpoint 栏目宣布了由印第安纳大学伯明顿分校的 Michael Snow 教授编撰的专文评述，他以为“该作业的共同亮点在于研讨人员立异性地引入了两种新技能 —— 磁扩大技能和信号模板，从而将轴子暗物质的勘探活络度进步约两个数量级，逾越了转瞬最领先水平”。

  粒子物理规范模型自半个世纪前建立以来，已在粒子加速器试验中饱尝住了无数次的查验。但是，粒子物理规范模型所描绘的粒子和相互作用仅占有了观测世界单位体积内的包括的能量的 5%。

  许多逾越规范模型的理论例如大一统理论、弦理论以及超维理论等预言了轴子这种暗物质的抢手候选粒子。这类粒子值勤与规范模型粒子相互作用，引起规范模型粒子弱小的能级移动。

  量子精细丈量技能使用相干、相关和羁绊等特性，能轻松完成对弱小能级的超活络丈量，并且一般具有桌面尺度，为暗物质搜索供给了革新性的手法。国内外很多闻名高校和科研机构根据量子精细丈量技能在宽广的质量规模（10-20eV 至 1 eV）内展开了一系列轴子暗物质搜索试验。

  近年来，Nature 和 Physics Reports 等转瞬威望学术期刊相继宣布文章指出，一些特定理论模型（例如高温格点 QCD 模型和 SMASH 模型）猜测轴子和 Z 玻色子十分有或许存在于所谓的“轴子窗口”（10 ueV-1 meV）内。但是，因为轴子暗物质的信号极端弱小，极易被环境噪声和经典磁场的搅扰信号所掩盖，因而仅有少量研讨团队在这一质量规模展开过试验搜索。

  研讨人员奇妙地使用了两个相距 60 毫米的极化129Xe 原子系综，在轴子窗口内勘探轴子暗物质诱导的自旋相关相互作用。研讨人员在试验设备中以一个原子系综充任自旋传感器，另一个原子系综作为自旋源，为了更好的进步原子系综核自旋的极化度或许勘探活络度，他们在原子系综中混入碱金属，成功完成了对原子系综极化矢量信号高达 145 倍的扩大，构建了一个超活络的轴子暗物质勘探器。

  但是，因为轴子暗物质信号极端弱小，经典磁场搅扰或许成为高活络辨认轴子信号的巨大应战。为客服这一应战，研讨人员精心设计了磁屏蔽专心，成功把经典磁场信号按捺了 1010 倍。此外，他们还采用了在引力波勘探中大规模的使用的最优滤波技能，最大极限地进步轴子暗物质信号的信噪比。虽然研讨人员暂时未能发现轴子暗物质存在的直接依据，但他们仍在轴子窗口内给出了迄今为止最强的中子 — 中子耦合边界，发明了新的转瞬最佳纪录。

  研讨人员表明，这一效果不只展现了量子精细丈量技能在暗物质勘探范畴的巨大潜力，也为未来的相关研讨奠定了坚实的根底。

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