文章核心观点 - 中国科学技术大学研究团队在量子精密测量领域取得重大突破，成功搭建国际首个基于原子核自旋的城际量子传感网络，将暗物质探测灵敏度提升了约4个量级，并为探索超越标准模型的物理现象开辟了新方向 [1][2][4] - 量子科技，特别是量子传感与精密测量，在AI时代被定位为拓展智能感知边界的核心技术，具有重要的战略价值和产业前景，预计2026年将成为量子科技突飞猛进的一年 [7][8][10] 技术突破与性能 - 研究团队革新了核自旋量子精密测量技术，解决了惰性气体原子核自旋对瞬时信号的响应探测难题，将微秒级信号“存储”到接近分钟级别的核自旋相干态中 [2] - 团队结合自主提出的核自旋量子放大技术，将微弱信号放大了至少100倍，自旋旋转探测灵敏度达到约1微弧度，相比之前实验室技术，灵敏度提高约4个量级 [2] - 团队建成了由五台传感器组成的城际量子传感网络，基线跨度320公里，利用卫星同步实现分布式量子传感，将误报率降低约三个数量级 [4] - 相较于国际上已有的GNOME探测计划，该新型核自旋探测网络的能量分辨率提升了约4个量级 [4] - 团队计划通过全球组网、空间部署及发展新一代技术，将探测灵敏度再提升10⁴倍 [7] 应用成果与科学意义 - 通过连续2个月的观测与数据分析，团队未发现统计显著的拓扑缺陷穿越事件，并基于此给出了迄今最严格的轴子-中子耦合实验室限制 [5] - 在轴子质量84 peV附近，耦合尺度上限达4.1×10¹⁰ GeV，比超新星SN1987A的天体物理限制高出40倍，实现了实验室探测对天文观测的超越 [5] - 该研究为探测拓扑缺陷暗物质提供了全新途径，其网络化架构与信号处理方法也为搜寻轴子星、轴子弦等超越标准模型的瞬态现象开辟了新方向 [7] - 此类传感器网络未来可与引力波天文台等设施协同，构成多信使观测网络，探索暗物质与宇宙极端事件的关联 [7] 行业定位与发展前景 - 量子精密测量与量子传感在未来大国博弈中非常重要，量子磁强计等在探矿、雷达、生物医学（心磁、脑磁）等领域可能发挥独特优势，达到过去无法实现的精度 [10] - 在AI时代，量子科技的核心价值定位为：量子计算机是远期目标，量子通信与密码学拓展数据安全边界，量子传感与精密测量拓展智能感知边界 [10] - 中国“十五五”规划将量子科技排在未来六大产业之首，置于具身智能、生物制造等产业之前，2026年（薛定谔方程提出100周年）预计将成为量子科技真正突飞猛进的一年 [10]

轴子作为暗物质的热门候选者，被科学家形象地称为"暗物质墙"。当地球穿越这堵"无形之墙"时， 轴子可能与量子传感器中的原子核发生极微弱的相互作用，产生转瞬即逝的信号。要捕捉这个信号，难 度堪比在沸腾的广场上，精准分辨出一片特定雪花落地的声音。 为攻克探测难题，研究团队给量子传感器装上了两件"硬核装备"：一是将转瞬即逝的信号"储存"在 接近分钟级的核自旋相干态中，大幅延长了信号探测窗口；二是通过自研量子放大技术，将微弱信号增 强100倍，让"蛛丝马迹"不再难寻。 记者29日从中国科学技术大学获悉，该校彭新华教授和江敏教授团队革新了核自旋量子精密测量技 术，成功搭建国际首个基于原子核自旋的量子传感网络，如同布下宇宙信号"监听系统"，让暗物质探测 灵敏度实现质的飞跃，为解开这一宇宙之谜提供了全新路径。相关成果29日发表于学术期刊《自然》。 浩瀚宇宙中，占比高达26.8%的暗物质，就像一位"隐形邻居"——它不发光、不与普通物质发生电 磁相互作用，却能通过引力影响星系运动。 团队将5台超灵敏量子传感器分别部署在合肥与杭州，通过卫星时间精确同步，构建成分布式探测 网络。经过两个月的持续观测，团队在广泛的轴子质量范围内，给出 ...

（来源：新安晚报） 转自：新安晚报 为攻克探测难题，研究团队给量子传感器装上了两件"硬核装备"：一是将转瞬即逝的信号"储存"在接近 分钟级的核自旋相干态中，大幅延长了信号探测窗口；二是通过自研量子放大技术，将微弱信号增强一 百倍，让"蛛丝马迹"不再难寻。 更进一步，团队将五台超灵敏量子传感器分别部署在合肥与杭州，通过卫星时间精确同步，构建成分布 式探测网络。这种组网模式能极大过滤误报，让探测结果的可靠性达到前所未有的高度。 经过两个月的持续观测，团队虽未捕捉到明确的"暗物质墙"穿越信号，却取得了关键进展：在广泛的轴 子质量范围内，给出了该暗物质模型最严格的限制标准。其中部分质量区间的限制精度，比天文学家用 超新星观测的结果高出40倍，首次实现实验室探测精度超越天文观测。这一突破意味着，人类搜寻暗物 质的"工具库"中，新增了一款更精准的"量子神器"。审稿人高度评价："这项工作为粒子物理和天体物 理研究提供了强大工具，将激发新的研究浪潮。" 新安晚报 安徽网 大皖新闻记者 魏鑫鑫 在浩瀚宇宙中，肉眼可见的恒星、行星等普通物质，仅占宇宙总质量的4.9%。而占比高达26.8%的暗物 质，就像一位"隐形邻居"——它不发 ...

记者从中国科学技术大学获悉，1月29日，中科大自旋磁共振实验室彭新华教授和江敏教授团队在 《自然》杂志发表最新研究成果：他们革新核自旋量子精密测量技术，成功搭建国际首个基于原子核自 旋的量子传感网络，连接合肥与杭州，让暗物质探测灵敏度实现质的飞跃，为搜寻宇宙"隐形邻居"提供 突破性工具。 在浩瀚宇宙中，我们肉眼可见的恒星、行星等普通物质，仅占宇宙总质量的4.9%。而占比高达 26.8%的暗物质，就像一位"隐形邻居"——它不发光、不与普通物质发生电磁相互作用，却能通过引力 影响星系运动，是宇宙构成的关键部分。 轴子，作为暗物质的热门候选者，其形成的场可能存在"宇宙褶皱"般的拓扑缺陷，被科学家形象地 称为"暗物质墙"。当地球穿越这堵"无形之墙"时，轴子可能与量子传感器中的原子核发生极微弱的相互 作用，产生转瞬即逝的信号。要捕捉这个信号，难度堪比在人声喧哗的广场上，精准分辨出一片特定雪 花落地的声音。 为攻克探测难题，研究团队给量子传感器装上两件"硬核装备"：一是将转瞬即逝的信号"储存"在接 近分钟级的核自旋相干态中，大幅延长了信号探测窗口；二是通过自研量子放大技术，将微弱信号增强 一百倍，让"蛛丝马迹"不再难寻。 ...

为攻克探测难题，研究团队给量子传感器装上两件"硬核装备"：一是将转瞬即逝的信号"储存"在接近分 钟级的核自旋相干态中，大幅延长了信号探测窗口；二是通过自研量子放大技术，将微弱信号增强一百 倍，让"蛛丝马迹"不再难寻。 在浩瀚宇宙中，我们肉眼可见的恒星、行星等普通物质，仅占宇宙总质量的4.9%。而占比高达26.8%的 暗物质，就像一位"隐形邻居"——它不发光、不与普通物质发生电磁相互作用，却能通过引力影响星系 运动，是宇宙构成的关键部分。 轴子，作为暗物质的热门候选者，其形成的场可能存在"宇宙褶皱"般的拓扑缺陷，被科学家形象地称 为"暗物质墙"。当地球穿越这堵"无形之墙"时，轴子可能与量子传感器中的原子核发生极微弱的相互作 用，产生转瞬即逝的信号。要捕捉这个信号，难度堪比在人声喧哗的广场上，精准分辨出一片特定雪花 落地的声音。 更进一步，研究团队将五台超灵敏量子传感器分别部署在合肥与杭州，通过卫星时间精确同步，构建成 分布式探测网络。其核心逻辑是"多地比对、协同验证"：真实的宇宙信号会在各站点留下时间关联痕 迹，而局部干扰噪声则杂乱无章、无法同步。这种组网模式能极大过滤误报，极大强化探测结果的可靠 性。 新华社 ...

此次，美国加州理工学院喷气推进实验室天文学家团队，利用詹姆斯·韦布太空望远镜的成像数据，测 量了约25万个星系的形状，重建了迄今宇宙连续区域中最为详细的质量地图。这一图谱不仅揭示了大质 量星系团，也呈现了暗物质的细丝桥梁网络（气体和星系沿这些暗物质丝状结构分布，形成宇宙的骨架 结构）以及低质量星系群。这些低质量星系群因太过暗淡或太过遥远，无法用传统望远镜看到。这些结 构与主流宇宙学模型的预测一致，认为星系形成于贯穿宇宙的暗物质丝状结构之间高密度的节点。 据《自然·天文学》杂志26日发表的论文，天文学家绘制出一幅迄今最详细、分辨率最高的宇宙"质量地 图"，揭示了过去100亿年间暗物质如何塑造了星系发展。该地图分辨率是前代的两倍以上，并延伸至宇 宙演化的更早期阶段，为研究暗物质的性质，构建恒星形成高峰时期（约110亿—80亿年前）的星系环 境模型提供了基准。 暗物质占宇宙总质量约85%，因其不发射也不吸收光线，所以很难被检测，在传统望远镜中不可见。但 它们的引力会影响遥远星系的光传播路径。通过测量大量遥远星系形状的微小扭曲，科学家可以追踪中 间质量的分布，而无论其性质是什么。和已知的发光结构做比较能够揭示这些暗物 ...

此次，美国加州理工学院喷气推进实验室天文学家团队，利用詹姆斯·韦布太空望远镜的成像数 据，测量了约25万个星系的形状，重建了迄今宇宙连续区域中最为详细的质量地图。这一图谱不仅揭示 了大质量星系团，也呈现了暗物质的细丝桥梁网络（气体和星系沿这些暗物质丝状结构分布，形成宇宙 的骨架结构）以及低质量星系群。这些低质量星系群因太过暗淡或太过遥远，无法用传统望远镜看到。 这些结构与主流宇宙学模型的预测一致，认为星系形成于贯穿宇宙的暗物质丝状结构之间高密度的节 点。 研究团队认为，这份地图将是研究星系演化和宇宙结构发展的宝贵资源。 据《自然·天文学》杂志26日发表的论文，天文学家绘制出一幅迄今最详细、分辨率最高的宇宙"质 量地图"，揭示了过去100亿年间暗物质如何塑造了星系发展。该地图分辨率是前代的两倍以上，并延伸 至宇宙演化的更早期阶段，为研究暗物质的性质，构建恒星形成高峰时期（约110亿—80亿年前）的星 系环境模型提供了基准。 暗物质占宇宙总质量约85%，因其不发射也不吸收光线，所以很难被检测，在传统望远镜中不可 见。但它们的引力会影响遥远星系的光传播路径。通过测量大量遥远星系形状的微小扭曲，科学家可以 追踪中间质 ...

文章核心观点 - 中国科学院大学团队通过自主研发的超灵敏探测装置，首次在实验中直接观测到中子与原子核碰撞过程中的米格达尔效应，为轻暗物质探测突破阈值瓶颈提供了关键实验证据 [1][3][5] 科学背景与挑战 - 暗物质是宇宙物质总量中占比约85%的神秘物质，除了引力外尚无其他探测方法 [3] - 轻暗物质粒子与普通物质的相互作用极其微弱，产生的信号低于现有探测器的灵敏度下限，传统探测方法几乎无能为力 [3] - 米格达尔效应由苏联物理学家于1939年首次提出，描述粒子与原子核碰撞时可能将能量转移给核外电子，使其脱离原子束缚，从而将低能量信号转化为可捕捉的电子信号 [3] - 该效应被认为是突破轻暗物质探测能量阈值的关键理论路径，但80多年来中性粒子碰撞中的该效应始终未被实验直接证实，导致相关探测实验面临理论假设缺乏实验支撑的质疑 [3] 实验方法与技术突破 - 研究团队自主研发了微结构气体探测器与像素读出芯片组合的超灵敏探测装置，相当于一台可拍摄“单原子运动中释放电子过程”的“照相机” [3] - 利用紧凑型氘-氘聚变反应加速器中子源，轰击装置内的气体分子，同时产生原子核反冲与米格达尔电子，二者形成独特的“共顶点”轨迹 [3] - 通过分析“共顶点”特征，团队成功将米格达尔事例从伽马射线、宇宙射线等背景干扰中区分开来 [4] - 实验结果的统计显著性超过5倍标准差，达到物理学“发现”标准，并精准测量出米格达尔效应截面与原子核反冲截面的比值 [4] 未来计划与意义 - 团队计划进一步优化探测器性能，并拓展对不同元素的米格达尔效应的观测，为更轻质量的暗物质粒子探测提供数据支持 [5] - 团队还将与暗物质探测实验团队合作，将此次实验结果融入下一代探测器的研发中 [5] - 暗物质是理解宇宙起源与演化的关键，此项工作让人类在暗物质探测这场“宇宙寻宝游戏”中又靠近了目标一步 [5]

核心观点 - 科学家描绘2050年技术跃迁图景 涵盖太空探索、人工智能主导科研、能源革命及生命科学等颠覆性领域 [1][2][7] 太空探索与火星计划 - 全球航天机构以2050年为关键节点进行规划 欧洲空间局已公开征集2050年探空计划提案 包括建造轨道反物质探测器、带回彗星冰样、机器人登陆水星等设想 [2] - 美国国家航空航天局目标在2050年前实现载人登陆火星 SpaceX宣称最快2026年发射无人“星舰” 为21世纪30年代送人类登上火星铺路 [3] - 火星之旅面临生物学挑战 包括太空辐射、微重力对骨骼与心脏的侵蚀、长达数月的心理隔离等 被视为生命科学的终极考验 [3] 人工智能与科研变革 - 预测到2050年 通用人工智能将成为现实 几乎所有科学研究将由超级智能AI完成 AI将能自主设计实验、分析数据、提出理论 [1][4] - “熄灯实验室”已投入运行 AI驱动机器人全自动进行生物实验、筛选药物分子、优化材料结构 [4] - “技术—科学”共生循环正在加速 例如阿秒激光技术、超高灵敏度量子传感器等新技术催生新发现 可能帮助理解暗能量甚至暗物质的本质 [4] 能源与材料技术突破 - 预测到2050年 核聚变能源有望实现 清洁、无限的聚变电能或将真正走进千家万户 [6] - “黏土电子学”作为一种由微型机器人组成的可编程材料 未来可能用于复制患者病变组织以测试手术方案 甚至生长成完整的人造器官用于移植 [6] 地外生命探索 - 按当前系外行星发现速度推算 到2050年人类或将确认一亿颗外星世界的存在 其中一些可能拥有暗示生命存在的大气化学迹象 [6] - 有非正式调查显示 不少专家认为2050年前科学家可能发现外星生命 但也有观点对在未来25年内提供确凿证据持谨慎态度 [6]

核心观点 - 由中国科学院大学主导的联合科研团队在实验中首次直接证实了中性粒子碰撞场景下的米格达尔效应 这一突破为轻暗物质探测提供了关键支撑并迈出了具有破局意义的坚实一步 [1] - 实验成功得益于团队将用于宇宙X射线探测的气体像素探测器技术跨界应用于地面实验 其超高性能成功捕捉到了此前难以观测的微弱电子信号与独特轨迹 [1][2] 科研突破与成果 - 研究成果于1月15日发表于国际顶级学术期刊《自然》 文章第一作者为中国科学院大学和广西大学联合培养的博士生易涤凡 [1] - 实验直接证实了苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔于1939年提出的理论 该效应被视为突破轻暗物质探测阈值瓶颈的重要物理路径 [1] - 通过米格达尔效应 可以将原本“不可探测”的低能核反冲信号转化为“可观测”的电子信号 [1] - 实验团队首次测量了米格达尔效应截面与原子核反冲截面的比值 为国际暗物质实验提供了关键校准依据 [2] 技术与设备创新 - 实验核心是使用广西大学自主研制的气体微通道板像素探测器 该探测器与CXPD01星载探测器技术同源 [1] - 该探测器由广西大学牵头的宇宙X射线偏振探测合作组历经十余年研发 于2023年研制完成 [1] - 由于该探测器的核心技术特性与米格达尔效应探测需求高度契合 团队将其跨界应用于地面实验 [1] - 以该探测器为核心搭建的超灵敏探测装置 相当于可拍摄“单原子运动中释放电子过程”的“照相机” [2] - 探测装置成功“抓拍”到原子核反冲与米格达尔电子形成的“共顶点”独特轨迹 从而验证了效应 [2] 行业背景与意义 - “暗物质是什么”是现代物理学和宇宙学中最具挑战性的科学问题之一 困扰了人类一个多世纪 [2] - 大量天文观测表明 暗物质约占宇宙物质总量的85% 但科学家长期未能找到其存在的直接证据 [2] - 过去80余年 由于探测设备难以精准捕捉该过程中极其微弱的电子信号与独特轨迹 中性粒子碰撞场景下的米格达尔效应始终未被实验直接证实 [1] - 本次成果为轻暗物质探测突破阈值瓶颈提供了关键支撑 [2]