我国科学家突破暗物质探测技术瓶颈 量子传感网络实现实验室精度超越天文观测

暗物质究竟是什么、又该如何被“看见”,长期以来都是现代物理与天文学共同面对的核心问题。现有观测显示,宇宙中相当一部分物质不发光,也不参与我们日常所见的电磁相互作用,却能通过引力显著影响星系旋转曲线、宇宙大尺度结构形成等现象。围绕此“看不见的组成部分”,科学界提出了多种理论模型。其中,轴子因同时关联粒子物理中的基础问题——并具有可检验的实验特征——成为重要候选之一。然而,轴子与普通物质的耦合可能极其微弱,导致信号短暂且容易被噪声淹没,直接探测难度很高。造成探测困难的关键在于“弱、短、稀”三重约束:其一,潜在相互作用强度极弱,信号幅度远低于常规实验可分辨的量级;其二,信号出现的时间窗口可能很短,对探测器的响应速度与稳定性提出很高要求;其三,即使偶然出现,也难以与环境扰动、仪器漂移等背景噪声可靠区分。长期以来,天文观测凭借超远距离、超大体积的“天然实验场”在对应的约束中占有优势,但天文数据也常受系统误差来源复杂、可控性不足等限制。如何在可控条件下用实验室手段实现更高精度,成为国际前沿的重要方向。

从仰望星空到精密测量,人类对宇宙的认识不断加深。中国科学家通过量子传感技术创新,将宇宙探索从以天文观测为主的被动接收,推进到实验室条件下的主动探测。这不仅表明了技术能力的提升,也反映了研究思路的拓展。在追寻暗物质此重大科学谜题的道路上,中国正在贡献更多原创成果,为揭示宇宙的基本组成持续提供新的证据与方法。