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量子緊密丈量為暗物資搜刮供給變更性手腕

2021-11-22 19:27:48 來歷: 科技日報 作者: 吳長鋒

科技日報記者 吳長鋒

記者22日從中國迷信手藝大學得悉,該校彭新華傳授研討組與德國迷信家協作開辟出一種新型超活絡量子緊密丈量手藝,并用于暗物資的嘗試間接搜刮,嘗試功效比先前的國際最好程度晉升最少5個數目級,初次沖破國際公認最強的宇宙地理學邊界。相干功效日前在線頒發于《天然·物理學》。

宇宙物資構成中的絕大局部為暗物資,占到了約85%,咱們所熟習的通俗物資只占約15%。為了尋覓這些奧秘的暗物資粒子,多個國度規劃一系各國度級乃至天下級暗物資探測的嘗試探測打算,但是迄今為止還不找到暗物資存在的間接證據。

彭新華研討組操縱氣態氙和銣原子夾雜蒸氣室,發了然具備超高活絡度的新型核自旋量子丈量手藝,完成了國際最好活絡度的核自旋磁傳感器。該任務報道了一種全新的自旋縮小效應,其縮小機制完整差別于以往機制。該手藝操縱激光先極化銣原子蒸氣,再操縱銣與氣態氙原子的自旋互換碰撞,從而將氙原子的核自旋極化。比擬傳統熱極化方式,新手藝操縱光極化的方式取得了靠近0.3的自旋極化度,遠跨越傳統方式。傳統方式接納對氙原子停止內部探測,而新手藝經由過程銣原子與氙原子的隨機自旋互換碰撞,便能夠將氙原子的旌旗燈號高活絡讀出,極大地簡化了裝配體積和龐雜度。基于該物理機制,研討職員設想出磁場量子縮小器,并將這臺自旋縮小器與團隊已成長的原子磁力計相連系,將原子磁力計的磁探測活絡度前進了100倍。

大批實際展望暗物資與原子核會發生極細小的彼此感化,這類彼此感化相稱于在原子核自旋上施加一個細小磁場——“贗磁場”。操縱超活絡磁場探測裝配能夠查驗這一細小的贗磁場,以此來尋覓暗物資粒子存在的跡象。彭新華研討組操縱自旋縮小器來縮小暗物資發生的“贗磁場”,大大前進了暗物資的搜刮活絡度。比擬傳統大型暗物資迷信裝配,該裝備只要桌面尺寸的空間規劃。

這一功效充實展現了量子緊密丈量手藝與暗物資探測的穿插融會,無望激起宇宙地理學、粒子物理學和原子份子物理學等多個根本迷信的普遍樂趣。

義務編輯: 李夢一
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