IT之家 11 月 23 日消息，據(jù)中科大官網(wǎng)，11 月 18 日，中國科大中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭新華研究組和德國亥姆霍茲研究所的 Dmitry Budker 教授組合作，開發(fā)出一種新型的超靈敏量子精密測(cè)量技術(shù)。
研究人員利用該新技術(shù)進(jìn)一步開展了暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)直接搜尋，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比先前的國際最好水平提升至少 5 個(gè)數(shù)量級(jí)，并首次突破國際公認(rèn)最強(qiáng)的宇宙天文學(xué)界限。
大量的天文學(xué)觀測(cè)表明，宇宙物質(zhì)組成中的絕大部分為暗物質(zhì)，占到了約 85%，而我們所熟悉的普通物質(zhì)只占約 15%。不過目前還沒有找到暗物質(zhì)存在的直接證據(jù)。
彭新華研究組利用氣態(tài)氙和銣原子混合蒸氣室，發(fā)明了具有超高靈敏度和“桌面式”的新型核自旋量子測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了迄今為止國際最佳靈敏度的核自旋磁傳感器。研究人員設(shè)計(jì)出了第一臺(tái)磁場量子放大器，并命名為“spin-based amplifier”（“自旋放大器”），該放大器具有超低磁場本底噪聲，是極佳的磁場放大設(shè)備。進(jìn)一步，研究人員將這臺(tái)自旋放大器與團(tuán)隊(duì)已發(fā)展的原子磁力計(jì)相結(jié)合，將原子磁力計(jì)的磁探測(cè)靈敏度提高了 100 倍。
量子精密測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超高靈敏度的磁場探測(cè)，這也為暗物質(zhì)搜尋提供了變革性手段。 彭新華研究組巧妙地利用自旋放大器來放大暗物質(zhì)產(chǎn)生的“贗磁場”，大大提高了暗物質(zhì)的搜尋靈敏度，完成了 feV-peV 低能區(qū)暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)直接搜尋，獲得的暗物質(zhì)與原子核耦合強(qiáng)度界限優(yōu)于國際最佳界限（由 CASPEr 組 2019 年公布）至少 5 個(gè)數(shù)量級(jí)，并且首次突破宇宙天文學(xué)界限（SN1987A）。
IT之家了解到，中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江敏副研究員和蘇昊文博士研究生為論文共同第一作者，彭新華教授為該文通訊作者。該研究得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、安徽省的資助。
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