央廣網(wǎng)合肥1月29日消息（記者鮑玉嬋）1月29日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校自旋磁共振實(shí)驗(yàn)室彭新華教授和江敏教授團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表突破性研究成果：團(tuán)隊(duì)革新核自旋量子精密測量技術(shù)，成功搭建國際首個基于原子核自旋的量子傳感網(wǎng)絡(luò)，為暗物質(zhì)探測開辟了新路徑。

宇宙中暗物質(zhì)占比高達(dá)26.8%，它不發(fā)光、不與普通物質(zhì)發(fā)生電磁相互作用，卻能通過引力影響星系運(yùn)動。軸子是暗物質(zhì)的熱門候選者，其形成的場可能存在拓?fù)淙毕荩�即“暗物質(zhì)墻”。當(dāng)?shù)厍虼┰竭@堵“墻”時，軸子可能與量子傳感器中的原子核發(fā)生極微弱的相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)瞬即逝的信號。

為攻克探測難題，研究團(tuán)隊(duì)采用了兩種關(guān)鍵技術(shù)：一是將信號保存在接近分鐘級的核自旋相干態(tài)中，大幅延長探測窗口；二是通過自研量子放大技術(shù)將微弱信號增強(qiáng)一百倍。

團(tuán)隊(duì)將五臺超靈敏量子傳感器分別部署在合肥與杭州，通過衛(wèi)星時間精確同步，構(gòu)建成分布式探測網(wǎng)絡(luò)。真實(shí)的宇宙信號會在各站點(diǎn)留下時間關(guān)聯(lián)痕跡，而局部干擾噪聲雜亂無章，這種組網(wǎng)模式能極大過濾誤報，提高探測可靠性。

經(jīng)過兩個月的持續(xù)觀測，團(tuán)隊(duì)在廣泛的軸子質(zhì)量范圍內(nèi)給出了該暗物質(zhì)模型最嚴(yán)格的限制標(biāo)準(zhǔn)。其中部分質(zhì)量區(qū)間的限制精度，比天文學(xué)家用超新星觀測的結(jié)果高出40倍，首次實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室探測精度超越天文觀測。

這一突破意味著，人類搜尋暗物質(zhì)的“工具庫”中，新增了一款更精準(zhǔn)的“量子神器”。審稿人評價：“這項(xiàng)工作為粒子物理和天體物理研究提供了強(qiáng)大工具，將激發(fā)新的研究浪潮。”

目前，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大“量子探測網(wǎng)”的覆蓋范圍，通過全球組網(wǎng)、空間部署等方式，將探測靈敏度再提升4個數(shù)量級。該網(wǎng)絡(luò)化、分布式探測思路未來還可與引力波天文臺協(xié)同，用于搜尋更多宇宙奧秘。