宇宙奥秘烟台大学团队捕捉宇宙“幽灵粒子”暗物质探测灵敏度飙升

2025-03-28 12:36世界奇闻

宇宙中暗物质想象图

暗物质：宇宙的“隐形主宰”

当我们仰望星空，可见的星辰仅占宇宙总质量的5%，而剩下约85%的质量属于一种神秘的存在——暗物质。它不发光、不参与电磁相互作用，却通过引力塑造了星系与宇宙结构，被称为“宇宙的隐形骨架”。过去数十年，全球科学家通过天文观测、地下实验和粒子对撞机间接推测其存在，但直接探测始终是物理学界的“圣杯”。

中国团队的新突破：捕捉“高速幽灵”

今日，烟台大学祝斌教授联合北京化工大学、南京师范大学团队宣布，在暗物质直接探测领域取得里程碑式进展。研究通过**“等离子体激元共振增强技术”，首次实现对轻质量暗物质（1 keV-1 MeV）的高灵敏度探测，将耦合强度限制提升至国际最严水平，部分区域灵敏度跃升3-20倍。

烟台大学团队暗物质探测器模拟图

技术亮点

1.高速暗物质的“声音捕捉器”：传统探测器因能量阈值限制，难以捕捉轻暗物质撞击信号。团队创新性提出，当高速暗物质粒子（被宇宙射线加速至接近光速）撞击半导体材料时，会激发材料内的等离子体共振，这种“共振信号”可通过高精度探测器捕捉。

2.跨界融合的“分析框架”：结合相对论性粒子动力学、电子多体系统理论及第一性原理计算，系统揭示暗物质激发等离激元的微观过程，为实验设计提供理论支撑。

3.数据验证的“双保险”：基于国际权威实验SENSEI和DAMIC的Skipper-CCD技术数据，结果可靠性获双重验证，相关论文已发表于《物理评论快报》。

国际对比：中国方案的独特优势

美国DAMIC实验：聚焦中质量暗物质，但能量阈值限制轻粒子探测。

欧洲XENONnT：依赖液氙靶材料，灵敏度受限于核反冲效应。

中国多维布局：除烟台团队外，清华大学在锦屏地下2400米实验室利用液氮屏蔽技术提升锗探测器灵敏度（CDEX-50项目）；中科大团队通过量子精密测量技术探测轴子，灵敏度提升50倍。中国方案的突破在于：从“高速粒子捕捉”到“量子极限探测”，形成多路径、多能区的立体探测网络。

地球周围暗物质想象图

改写宇宙认知的钥匙

研究暗物质，是解锁宇宙奥秘的核心。它不仅解释星系稳定运转的原理，更与宇宙起源、演化深度关联。若揭开暗物质本质，人类对物理规律的认知将全面革新，甚至为新能源、航天等领域带来变革。例如，暗物质特性若被掌握，或为未来能源利用开辟新路径，其价值远超当前想象。

宇宙的深邃，永远吸引人类探索。烟台大学联合团队的努力，是人类追寻暗物质的重要一步。对于暗物质研究，你期待哪些新发现？认为未来它会如何改变我们对宇宙的认知？快来留言，分享你对宇宙探索的奇思妙想！

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