美國國家標(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)為可以用它來感知暗物質(zhì)。 物理學(xué)家們通過糾纏一個小型藍(lán)色晶體的機械運動和電子特性來創(chuàng)造這種晶體。糾纏使晶體具有測量電場的量子優(yōu)勢，其靈敏度創(chuàng)下新高，以至于可以增強我們對宇宙的理解。

他們開發(fā)的晶體包含150個被困在磁場中的鈹離子。這些離子自我排列成一個扁平的二維晶體，直徑只有200萬分之一米。參與該項目的科學(xué)家們認(rèn)為，這種類型的量子傳感器有可能探測到來自暗物質(zhì)的信號。

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，通過一個弱的電磁場與正常物質(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)存在的情況下通過揭示晶體中離子自旋之間的集體變化而移動。

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

在他們的實驗中，研究小組在測試過程中對晶體施加了一個弱電場以激發(fā)它。高級論文作者John Bollinger說，離子晶體可以檢測到某些暗物質(zhì)類型，如軸子和隱藏的光子通過弱電場與正常物質(zhì)互動。暗物質(zhì)形成背景信號，其振蕩頻率取決于暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量。在過去十年中，研究人員利用超導(dǎo)電路尋找該類型的暗物質(zhì)，被困離子的運動提高了不同頻率范圍內(nèi)的敏感程度。

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