中國科學院的研究團隊近日取得了重大突破，他們運用先進的量子精密測量技術，在難以捉摸的“軸子窗口”內，對軸子暗物質進行了直接搜尋實驗。該實驗由彭新華教授和江敏副教授領銜，成功將國際探測界限推高了至少50倍。
這項引人注目的研究成果已在11月4日被國際知名學術期刊《物理評論快報》發表，并榮獲“編輯推薦”文章的殊榮。同時，該研究也獲得了美國物理學界的高度評價，印第安納大學伯明頓分校的Michael Snow教授在一篇專文評述中，特別指出了研究團隊引入的磁放大技術和信號模板兩大創新點，這使得探測靈敏度大幅提升。
粒子物理標準模型雖然經受住了無數實驗的檢驗，但它所描述的宇宙僅占觀測宇宙能量密度的5%。軸子，作為暗物質的一種熱門候選粒子，被多種超越標準模型的理論所預言。這類粒子與標準模型粒子的相互作用微弱，卻能引起能級的微小移動。
量子精密測量技術以其對微弱能級的高靈敏度而著稱，它利用量子相干、關聯和糾纏等特性，為暗物質搜尋帶來了革命性的變化。此次，研究團隊巧妙地利用了兩個相距60毫米的極化129Xe原子系綜，在軸子窗口內進行了精密的探測。
為了增強探測效果，研究人員在原子系綜中混入了堿金屬，成功實現了對原子系綜極化矢量信號高達145倍的放大。同時，他們還設計了高效的磁屏蔽系統，將經典磁場信號的干擾降低了1010倍。這些創新舉措共同構建了一個極為靈敏的軸子暗物質探測器。
盡管此次實驗未能直接發現軸子暗物質的存在證據，但研究團隊在軸子窗口內給出了迄今為止最強的中子-中子耦合界限，這一成果無疑為未來的暗物質研究奠定了堅實的基礎。同時，它也展示了量子精密測量技術在探索未知領域中的巨大潛力。
此次研究的成功不僅是對中國科學家在暗物質探測領域實力的一次有力展示，也為全球暗物質研究提供了新的視角和方法。未來，隨著技術的不斷進步和研究的深入，我們有理由期待更多關于暗物質的奧秘被揭開。
