11日，记者从中国科学手艺年夜学得悉，该校中国科学院微不雅磁共振重点尝试室彭新华传授、江敏副传授等，操纵量子周详丈量手艺在“轴子窗口”内成功展开了轴子暗物资的直接搜索尝试，将国际上的探测边界晋升了最少50倍。研究功效日前颁发在国际学术期刊《物理研究快报》上。

粒子物理尺度模子所描写的粒子和彼此感化，仅占有了不雅测宇宙能量密度的5%。诸多超出尺度模子的理论例如年夜一统理论、弦理论和超维理论等预言了轴子这类暗物资的热点候选粒子。量子周详丈量手艺操纵相关、联系关系和纠缠等特征，可以实现对微弱能级的超活络丈量，为暗物资搜索供给了变化性的手段。但是，因为轴子暗物资的旌旗灯号极为微弱，极易被情况噪声和经典磁场的干扰旌旗灯号所袒护，是以唯一少数研究团队在这一质量规模展开过尝试搜索。

研究人员奇妙地操纵了两个相距60毫米的极化原子系综，在轴子窗口内探测轴子暗物资引诱的自旋相干彼此感化。在尝试装配中，以一个原子系综充任自旋传感器，另外一个原子系综作为自旋源。为了提高原子系综核自旋的极化度或探测活络度，研究人员在原子系综中混入碱金属，成功实现了对原子系综极化矢量旌旗灯号高达145倍的放年夜，构建了一个超活络的轴子暗物资探测器。

但是，因为轴子暗物资旌旗灯号极为微弱，经典磁场干扰可能成为高活络辨认轴子旌旗灯号的庞大挑战。为了降服这一挑战，研究人员精心设计了磁屏障系统，成功把经典磁场旌旗灯号按捺了10的10次方倍。另外，他们还采取了在引力波探测中普遍利用的最优滤波手艺，以最年夜限度地提高轴子暗物资旌旗灯号的信噪比。虽然研究人员临时未能发现轴子暗物资存在的直接证据，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，缔造了新的国际最好记载。

研究人员暗示，这一功效不但展现了量子周详丈量手艺在暗物资探测范畴的庞大潜力，也为将来的相干研究奠基了坚实的根本。

（中国科学手艺年夜学供图）

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