Недавно исследовательская группа профессора Пэн Синьхуа из Китайского университета науки и техники в сотрудничестве с немецкими учеными разработала новую сверхчувствительную квантовую точную технологию измерений для прямого поиска темной материи. Результаты эксперимента были, по крайней мере, на пять порядков выше предыдущих лучших международных показателей. Результаты исследования опубликованы в авторитетном международном научном журнале Nature Physics.
Обычная материя составляет около 15% массы Вселенной, а остальные 85% — темная материя. В поисках этих загадочных частиц темной материи многие страны по всему миру начали экспериментальные исследования, но никаких прямых доказательств темной материи не было найдено.
Недавно профессор Пэн Синьхуа из Китайского университета науки и техники, используя смешанную паровую камеру газообразного гелия и атомов гелия, изобрел новую технологию сверхчувствительного квантового измерения ядерного спина, реализуя новый тип ядерного спинового магнитного датчика. Эта технология использует лазер для поляризации атома урана, а затем происходит столкновение спинообмена между урана и газообразными атомами урана.
Основываясь на новых физических механизмах, исследователи разработали квантовый усилитель магнитного поля, который повысил чувствительность магнитного обнаружения атомного магнитометра в 100 раз. Теория предсказывает, что взаимодействие темной материи с ядром будет очень слабым, что эквивалентно тому, что на вращение ядра наносится крошечное магнитное поле — магнитное поле гелия-гама. Сверхчувствительное устройство обнаружения магнитных полей может использоваться для обнаружения псевдомагнитных полей в поисках признаков существования частиц темной материи.
Исследовательская группа профессора Пэн Синьхуа использовала спиноусилитель для усиления магнитного поля гелия, созданного темной материей, что значительно улучшило чувствительность поиска темной материи и завершило прямой поиск темной материи в зоне с низкой энергией feV-peV. Результаты эксперимента были, по крайней мере, на пять порядков выше предыдущих лучших международных показателей. По сравнению с традиционным большим научным оборудованием для тёмной материи, устройство требует только пространственной компоновки размером с рабочим столом.
Результаты демонстрируют пересечение квантовых точных измерений и обнаружения темной материи, которые, как ожидается, будут способствовать развитию многих фундаментальных дисциплин, включая астрономию, физику элементарных частиц и атомную молекулярную физику.
(Источник: Zhejiang Daily)