SLAC國家加速器實驗室的物理學家正在探索一種利用量子設備探測暗物質的新方法，重點是一種鮮為人知的被稱為熱化暗物質的形式。他們的方法包括利用量子感測器（傳統上會被無法解釋的能量入侵幹擾）來探測暗物質的微妙能量影響。這項創新研究利用量子技術的獨特能力，有可能解開暗物質探測的長期謎團。

自從暗物質被發現以來，科學家一直無法偵測到它，即使幾十年來在世界各地部署了多個超靈敏粒子探測器實驗也無濟於事。現在，美國能源部（DOE）SLAC 國家加速器實驗室的物理學家提出了一種利用量子裝置尋找暗物質的新方法。

SLAC物理學家麗貝卡-利恩（Rebecca Leane）是這項新研究的作者之一，她認為大多數暗物質實驗都在尋找銀河系暗物質，這種暗物質會直接從太空發射到地球上，但另一種暗物質可能已經在地球周圍徘徊了很多年。

利恩說：『暗物質進入地球後，會四處彈跳，最終被地球的引力場困住。隨著時間的推移，這種熱化暗物質的密度會比少數鬆散的星系粒子更高，這意味著它更有可能撞上探測器。 “

有鑑於此，利恩和SLAC 博士後研究員阿尼爾班-達斯找到了SLAC 的科學家諾亞-庫林斯基，他是一個新實驗室的負責人，主要研究用量子感測器探測暗物質。

庫林斯基說，科學家通常認為這是因為冷卻系統不完善或環境中存在熱源。但他說，可能還有其他原因：”如果我們實際上有一個完美的冷系統，而我們無法有效冷卻它的原因是它不斷受到暗物質的轟擊呢？”

達斯、庫林斯基和利恩想知道，超導量子設備是否可以重新設計成熱化暗物質探測器。根據他們的計算，激活量子感測器所需的最小能量足夠低，約為千分之一電子伏特，因此它可以探測到低能量的銀河系暗物質以及懸浮在地球周圍的熱化暗物質粒子。

當然，這並不意味著暗物質是量子設備失靈的罪魁禍首–只是說它是可能的，下一步就是要弄清楚他們能否以及如何將敏感的量子設備變成暗物質探測器。

因此，有幾件事需要考慮。首先，也許有更好的材料來製造這種裝置。利恩說：”我們一開始考慮的是鋁，這只是因為鋁可能是迄今為止用於探測器的特性最好的材料。但事實可能證明，對於我們正在研究的質量範圍和我們想要使用的探測器類型，也許有更好的材料。

利恩說，還有一種可能性是，熱化暗物質與量子設備的相互作用不會像銀河系暗物質被懷疑與直接探測設備的相互作用那樣。在這項研究中只是考慮了暗物質進入並直接彈開探測器的簡單情況，但它還可以做很多其他事情。例如，其他粒子可能與暗物質相互作用，改變探測器中粒子的分佈方式。 “這就是在SLAC 工作的好處之一。我們確實有相當多樣化的小組在從事許多不同的科學研究，我覺得這個項目是SLAC 研究的一個非常好的協同效應。”

編譯來源：ScitechDaily