暗物質(zhì)是理論上提出的可能存在于宇宙中的一種不可見的物質(zhì)，可能是宇宙物質(zhì)的主要組成部分，但又不屬于構(gòu)成可見天體的任何一種已知的物質(zhì)。暗物質(zhì)是天文學(xué)中一個(gè)非常重要的假設(shè)，天體的運(yùn)動(dòng)、牛頓萬(wàn)有引力的現(xiàn)象、引力透鏡效應(yīng)、宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)的形成、微波背景輻射等觀測(cè)結(jié)果均表明暗物質(zhì)可能大量存在于星系、星團(tuán)及宇宙中，也正因如此，暗物質(zhì)觀測(cè)成為了天文學(xué)一個(gè)重要的研究課題。
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為此，全球的科學(xué)家都在嘗試尋找能夠捕捉暗物質(zhì)信號(hào)的手段，并且由此逐漸形成了一些間接觀測(cè)暗物質(zhì)的思路。軸子便是間接觀測(cè)的一個(gè)契機(jī)。
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軸子被稱為“暗物質(zhì)墻”，相關(guān)研究中曾經(jīng)提到：“當(dāng)?shù)厍虼┰竭@堵“無(wú)形之墻”時(shí)，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(hào)”。換言之，只要捕捉這個(gè)信號(hào)，就有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)暗物質(zhì)的觀測(cè)。然而這件事非常困難。
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不過就在最近中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)似乎尋找到了突破口。
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據(jù)悉，該校彭新華教授和江敏教授團(tuán)隊(duì)在核自旋量子精密測(cè)量技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了革新，成功搭建了基于原子核自旋的量子傳感網(wǎng)絡(luò)。團(tuán)隊(duì)通過將轉(zhuǎn)瞬即逝的信號(hào)“儲(chǔ)存”在接近分鐘級(jí)的核自旋相干態(tài)中，大幅延長(zhǎng)了信號(hào)探測(cè)窗口，并基于自研量子放大技術(shù)，將微弱信號(hào)增強(qiáng)100倍，讓暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度實(shí)現(xiàn)巨大飛躍。
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目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功實(shí)施了后續(xù)的探測(cè)計(jì)劃。團(tuán)隊(duì)將會(huì)把5臺(tái)超靈敏量子傳感器分別部署在合肥與杭州，并基于衛(wèi)星時(shí)間精確同步，構(gòu)建一個(gè)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在歷時(shí)兩個(gè)月的持續(xù)觀測(cè)后，成功在廣泛的軸子質(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)。
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或許這將成為未來人類揭開暗物質(zhì)之謎的一個(gè)重要突破口。
本文參考資料來源：科技日?qǐng)?bào)
