宇宙射電探測器或在15年內找到暗物質

科技日報北京4月24日電 （記者張夢然）來自英國倫敦國王學院、美國哈佛大學及加州大學伯克利分校等多個機構的科學家在《自然》雜誌上最新發表了一篇論文，介紹了他們認為迄今為止最精準的暗物質探測器的基礎設計。這種被稱為“宇宙射電”的探測器有望在未來15年內發現暗物質的存在。

暗物質約佔宇宙質量的85%，但它的真實身份仍然是一個謎。軸子作為暗物質的主要候選者之一，是一種微小且相互作用較弱的粒子，被認為是造成宇宙中引力效應的原因之一。軸子具有波一樣的特性，但其在電磁頻譜上的確切頻率尚未被確定，估計可能從人類能聽到的千赫茲頻率到非常高的太赫茲頻率不等。

團隊描述了該探測器如何工作：當發現軸子的頻率時，它會向科學家發出信號。這一探測器基於軸子準粒子（AQ），並以特定頻率與軸子發生共振，當達到匹配頻率時，會釋放出極其微弱的光信號。許多科學家認為在最高的太赫茲頻率範圍內尋找軸子最有希望，因為AQ也將在該頻率範圍內運行。

團隊相信，在未來5年內通過製造更大規模的AQ材料，可以構建出一個功能齊全的探測器。之後，預計再花費10年時間來掃描被認為含有暗物質的高頻段頻譜，以期最終發現暗物質。

為了創建這些準粒子，團隊使用了碲化錳鉍，這是一種因其獨特的電子和磁性而著稱的材料。團隊將其剝離至僅有幾層疊加的二維材料狀態，以便精確調整其屬性，並觀察其如何與其他量子實體如軸子進行互動。

這項研究標誌着在探索暗物質之謎方面邁出了重要一步。