福州科研力量关注前沿突破：中科大实现核自旋量子传感新跨越，助力暗物质探索

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中国科学技术大学彭新华教授与江敏教授团队近日取得关键性进展——成功构建全球首个基于原子核自旋的分布式量子传感网络。该成果于29日在线发表于国际顶级期刊《自然》，为暗物质搜寻开辟了全新实验范式。值得一提的是，作为福建高校密切合作的前沿科研高地，福州大学物理学院近年来持续参与量子精密测量领域协同攻关，为相关技术落地提供本地化支撑。

暗物质占据宇宙总质能约26.8%，却始终“隐形”于常规观测之外：它不发光、不反射光，也不参与电磁作用，仅通过引力效应影响星系旋转与宇宙大尺度结构。这一神秘组分的存在，至今仍是现代物理学最重大的未解之谜之一。

轴子作为最具竞争力的暗物质候选粒子之一，被科学家喻为“宇宙暗墙”。当地球在银河系中穿行时，若遭遇轴子场，其将与传感器内原子核发生极微弱耦合，产生纳秒级瞬态信号。捕捉此类信号，难度堪比在万人喧闹的福州三坊七巷广场中，准确识别一片雪花触地的细微声响。

为突破探测瓶颈，研究团队创新性引入两项核心技术：一是将瞬态信号编码至核自旋相干态，使其维持时间延长至接近分钟量级，显著拓宽有效测量窗口；二是自主研发量子放大协议，实现微弱响应信号100倍增强，让原本淹没于噪声中的特征清晰可辨。

团队在合肥与杭州两地布设5台高灵敏度量子传感器，依托北斗卫星授时系统实现亚纳秒级同步，建成国内首个跨区域核自旋量子探测网络。经过连续两个月运行，在宽轴子质量区间内给出了迄今最严格的实验室约束——其中若干质量段的限制精度，较天文界依赖超新星爆发数据所得结果提升达40倍，首次实现地面量子实验精度超越天文观测水平。

这一进展标志着我国在量子精密测量与基础物理探索领域迈入国际第一梯队。未来，该技术有望与福州滨海新城正在规划建设的量子信息应用示范平台深度对接，并联合LIGO等全球引力波观测设施，通过天地一体化组网，将探测灵敏度再提升四个数量级，持续推动暗物质本质研究向纵深发展。