Китайская исследовательская группа создала межгородскую сеть квантовых датчиков, значительно повысив точность поиска неуловимой темной материи и открыв новый путь к разгадке одной из величайших загадок Вселенной.

В четверг группа опубликовала статью под названием «Ограничения на аксионную темную материю с помощью распределенных межгородских квантовых датчиков» в международном научном журнале Nature.

В то время как звезды и планеты составляют лишь около 4,9% массы Вселенной, темная материя, которая не излучает, не поглощает и не отражает свет, составляет примерно 26,8%. Этот «невидимый сосед» проявляет себя только через гравитационное воздействие на галактики, что делает его прямое обнаружение монументальной научной задачей.

Для решения этой проблемы группа создала сеть из пяти сверхчувствительных квантовых датчиков, расположенных в городах Хэфэй и Ханчжоу на востоке Китая. Датчики синхронизированы с помощью спутникового времени, образуя скоординированную «сеть прослушивания», предназначенную для космических сигналов. Применяя разработанную ими технологию квантового усиления, исследовательская группа смогла усилить чрезвычайно слабые сигналы в сто раз. Интеграция с передовыми методами распознавания сетевых сигналов позволяет системе достигать беспрецедентного уровня чувствительности обнаружения.

«Благодаря развитию этой технологии у нас есть потенциал для обнаружения следов темной материи. Это может помочь решить фундаментальные научные вопросы, такие как состав Вселенной и ее эволюция», — пояснил Пэн Синьхуа, профессор Хэфэйского университета науки и технологий Китая и ведущий автор статьи.

Полученные результаты устанавливают более строгие ограничения на то, как гипотетические аксионные частицы, являющиеся одним из главных кандидатов на роль темной материи, могут взаимодействовать с обычной материей. Этот метод также открывает путь для более широкого исследования физики за пределами Стандартной модели, например, для поиска переходных аксионных волн и других экзотических космических явлений.