美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的物理學(xué)家創(chuàng)造了一種新的量子晶體，他們認(rèn)為可以用它來(lái)感知暗物質(zhì)。 物理學(xué)家們通過(guò)糾纏一個(gè)小型藍(lán)色晶體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和電子特性來(lái)創(chuàng)造這種晶體。糾纏使晶體具有測(cè)量電場(chǎng)的量子優(yōu)勢(shì)，其靈敏度創(chuàng)下新高，以至于可以增強(qiáng)我們對(duì)宇宙的理解。

他們開(kāi)發(fā)的晶體包含150個(gè)被困在磁場(chǎng)中的鈹離子。這些離子自我排列成一個(gè)扁平的二維晶體，直徑只有200萬(wàn)分之一米。參與該項(xiàng)目的科學(xué)家們認(rèn)為，這種類(lèi)型的量子傳感器有可能探測(cè)到來(lái)自暗物質(zhì)的信號(hào)。

暗物質(zhì)是一種極其重要而又神秘的物質(zhì)，科學(xué)家們一直希望了解更多。理論表明，暗物質(zhì)可能是亞原子粒子，通過(guò)一個(gè)弱的電磁場(chǎng)與正常物質(zhì)相互作用。研究人員認(rèn)為他們的量子晶體可以在暗物質(zhì)存在的情況下通過(guò)揭示晶體中離子自旋之間的集體變化而移動(dòng)。

晶體的振動(dòng)激發(fā)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)這些離子的集體自旋的變化來(lái)測(cè)量。測(cè)量自旋表明振動(dòng)激發(fā)的程度，這被稱(chēng)為位移。該傳感器可以測(cè)量具有相同振動(dòng)頻率的外部電場(chǎng)，其靈敏度是以前制作的任何原子傳感器的十倍以上。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究小組在測(cè)試過(guò)程中對(duì)晶體施加了一個(gè)弱電場(chǎng)以激發(fā)它。高級(jí)論文作者John Bollinger說(shuō)，離子晶體可以檢測(cè)到某些暗物質(zhì)類(lèi)型，如軸子和隱藏的光子通過(guò)弱電場(chǎng)與正常物質(zhì)互動(dòng)。暗物質(zhì)形成背景信號(hào)，其振蕩頻率取決于暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量。在過(guò)去十年中，研究人員利用超導(dǎo)電路尋找該類(lèi)型的暗物質(zhì)，被困離子的運(yùn)動(dòng)提高了不同頻率范圍內(nèi)的敏感程度。

關(guān)鍵詞： 研究人員 量子晶體 暗物質(zhì) 技術(shù)研究所