筆者從中國科學技術大學獲悉，近日，中科大自旋磁共振實驗室彭新華教授和江敏教授團隊在《自然》雜誌發表最新研究成果：他們革新核自旋量子精密測量技術，成功搭建國際首個基於原子核自旋的量子傳感網絡，連接合肥與杭州，讓暗物質探測靈敏度實現質的飛躍，為搜尋宇宙「隱形鄰居」提供突破性工具。

　在浩瀚宇宙中，我們肉眼可見的恆星、行星等普通物質，僅佔宇宙總質量的4.9%。而佔比高達26.8%的暗物質，就像一位「隱形鄰居」——它不發光、不與普通物質發生電磁相互作用，卻能通過引力影響星系運動，是宇宙構成的關鍵部分。

　軸子，作為暗物質的熱門候選者，其形成的場可能存在「宇宙褶皺」般的拓撲缺陷，被科學家形象地稱為「暗物質牆」。當地球穿越這堵「無形之牆」時，軸子可能與量子傳感器中的原子核發生極微弱的相互作用，產生轉瞬即逝的信號。要捕捉這個信號，難度堪比在人聲喧嘩的廣場上，精準分辨出一片特定雪花落地的聲音。

　為攻克探測難題，研究團隊給量子傳感器裝上兩件「硬核裝備」：一是將轉瞬即逝的信號「儲存」在接近分鐘級的核自旋相干態中，大幅延長了信號探測窗口；二是通過自研量子放大技術，將微弱信號增強一百倍，讓「蛛絲馬跡」不再難尋。

　更進一步，研究團隊將五台超靈敏量子傳感器分別部署在合肥與杭州，通過衛星時間精確同步，構建成分佈式探測網絡。其核心邏輯是「多地比對、協同驗證」：真實的宇宙信號會在各站點留下時間關聯痕跡，而局部干擾噪聲則雜亂無章、無法同步。這種組網模式能極大過濾誤報，極大強化探測結果的可靠性。

　經過兩個月的持續觀測，研究團隊雖未捕捉到明確的「暗物質牆」穿越信號，卻取得了關鍵進展：在廣泛的軸子質量範圍內，給出了這一暗物質模型最嚴格的限制標準。其中部分質量區間的限制精度，比天文學家用超新星觀測的結果高出40倍，首次實現實驗室探測精度超越天文觀測。

　研究人員表示，這一突破意味著，人類搜尋暗物質的「工具庫」中，又新增了一款更精準的「量子神器」。本次研究不僅為暗物質探測開闢了新路徑，其網絡化、分佈式探測思路，未來還可與引力波天文台協同，用於搜尋更多宇宙奧秘。

　彭新華說，下一步他們將進一步擴大「量子探測網」的覆蓋範圍，通過全球組網、空間部署等方式，進一步提升暗物質探測靈敏度，繼續向解開暗物質之謎發起衝擊。◇