Учёные из Китайского университета науки и технологии (КГУТ) достигли значительного прогресса в поиске тёмной материи, используя квантовые технологии. Профессор Пенг Синьхуа и доцент Цзян Мин успешно применили метод квантовых прецизионных измерений для обнаружения самоспин-ориентированных взаимодействий, вызванных тёмной материей. Их исследование, результаты которого опубликованы в международном научном журнале Physical Review Letters, позволяет значительно увеличить границы обнаружения тёмной материи, повысив их более чем в 50 раз по сравнению с предыдущими методами.
В нашей вселенной лишь около 5% массы и энергии составляют видимые объекты, такие как звёзды, планеты и галактики. Остальные 95% представляют собой невидимую тёмную материю и тёмную энергию. Обнаружение тёмной материи является одной из главных задач современной физики, поскольку её существование необходимо для объяснения наблюдаемых аномалий в гравитационных взаимодействиях.
Одним из гипотетических кандидатов на роль тёмной материи являются осьоны — частички, которые не взаимодействуют с электромагнитным излучением и, следовательно, не могут быть обнаружены традиционными методами наблюдения. Для их обнаружения учёные используют прецизионные квантовые измерения, способные выявить тонкие взаимодействия осьонов с обычной материей.
Команда исследователей из КГУТ применила инновационные методы квантовых прецизионных измерений к системам, состоящим из двух поляризованных атомных ансамблей, расположенных на расстоянии 60 мм друг от друга. В «окне осьонов» они смогли обнаружить взаимодействия, вызванные осьонами, подавляя при этом классические магнитные сигналы в 10 миллиардных долях от их первоначальной силы. Дополнительно был применён оптимальный фильтр, широко используемый в обнаружении гравитационных волн, что позволило максимизировать отношение сигнал/шум.
наши исследования значительно расширили возможности обнаружения осьонов, открывая новые перспективы в изучении тёмной материи. Пенг Синьхуа профессор
Это достижение является важным шагом в понимании структуры и эволюции Вселенной, а также может привести к революционным открытиям в области физики частиц.
Преимущества разработанной методики:
- Увеличенная эффективность: Метод позволяет повысить границы обнаружения тёмной материи более чем в 50 раз.
- Высокая точность: Использование квантовых прецизионных измерений обеспечивает точные результаты даже при наличии слабых сигналов.
- Инновационные технологии: Внедрение новых технологий квантовых измерений открывает новые возможности для исследований в области физики частиц и космологии.
Учёные планируют продолжить исследования, совершенствуя квантовые технологии и расширяя диапазон применяемых методов для дальнейшего изучения тёмной материи. Эти разработки могут иметь значительное влияние на развитие современной физики и помочь в решении одной из самых загадочных задач человечества.