科研人員利用量子位技術(shù)探測(cè)兩種暗物質(zhì)候選粒子

　　據(jù)外媒報(bào)道，暗物質(zhì)可能構(gòu)成了宇宙中絕大多數(shù)的物質(zhì)，但奇怪的是，它不愿讓人們知道它的存在。現(xiàn)在，物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新的測(cè)試方法，其利用量子技術(shù)的奇異世界來(lái)尋找兩種候選粒子的跡象。

　　普通物質(zhì)--構(gòu)成海洋、恒星、人類(lèi)和行星的物質(zhì)及基本上所有我們每天接觸的東西--只占了宇宙所有物質(zhì)的15%左右，剩下的85%則都是是難以捉摸的暗物質(zhì)。

　　根據(jù)目前已有的最好模型，暗物質(zhì)應(yīng)該無(wú)處不在，但它很少跟光或普通物質(zhì)相互作用。當(dāng)然，這使得它很難被檢測(cè)到，但這并不是因?yàn)槿狈L試。幾十年來(lái)，物理學(xué)家們一直在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試圖看到這種物質(zhì)，如果它真的出現(xiàn)了那將勢(shì)必會(huì)成為科學(xué)家史上最重要的發(fā)現(xiàn)之一。

　　現(xiàn)在，來(lái)自費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室和芝加哥大學(xué)的物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新型實(shí)驗(yàn)，它可以尋找兩種假設(shè)的粒子，這兩種粒子被認(rèn)為是暗物質(zhì)候選者：暗光子和軸子。

　　從理論上講，暗光子是“隱藏的部分”，相當(dāng)于規(guī)則光子。主要的區(qū)別是暗光子可能有質(zhì)量而普通光子沒(méi)有。與此同時(shí)，軸子被認(rèn)為以波的形式在宇宙中流動(dòng)，跟電和磁發(fā)生微弱的相互作用。

　　這兩個(gè)候選者都有可能通過(guò)在本不存在光子的地方產(chǎn)生規(guī)則光子而暴露自己。在適當(dāng)?shù)那闆r下，暗光子可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為普通光子，而軸子則可以通過(guò)跟磁場(chǎng)的相互作用發(fā)射光子。

　　發(fā)現(xiàn)這些偏離軌道的光子需要進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)，而這正是這項(xiàng)新研究的團(tuán)隊(duì)所提出的。對(duì)此，研究人員開(kāi)發(fā)了一種設(shè)備，它可以屏蔽背景光子并放大任何可能通過(guò)暗物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的光子。

　　這是一個(gè)超導(dǎo)微波腔，由99.9999%純度的鋁制成。里面有一個(gè)量子位天線，它可以測(cè)量其所探測(cè)到的任何光子--在光子的500微秒壽命內(nèi)最多可測(cè)量50次。整個(gè)套件冷卻至-273.1°C，僅比絕對(duì)零度高一點(diǎn)。

　　如果量子位返回值為1則表示存在光子。

　　雖然這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有進(jìn)行，但如果它真的進(jìn)行下去觀察結(jié)果絕對(duì)會(huì)是一件很有趣的事情。該研究小組表示，如果溫度能進(jìn)一步降低到-273.14℃那么則可以變得更加精確。在那個(gè)階段，幾乎不會(huì)有背景光子干擾信號(hào)。