研究背景与挑战 - 暗物质约占宇宙总质量的25% 超轻玻色子如轴子和暗光子是备受关注的候选者 [1] - 理论预言超轻暗物质可能的质量范围约为1—100微电子伏特 与普通物质相互作用极微弱 [1] - 现有实验面临技术挑战 共振式探测器灵敏度高但探测带宽有限 非共振式探测器覆盖范围广但灵敏度不足 [1] 技术突破与实验架构 - 研究团队提出利用超导量子比特直接搜寻超轻暗物质的实验架构 [2] - 借助微纳加工技术 在单个芯片上集成多个频率可调的超导量子比特 形成可扩展的搜寻架构 [2] - 该架构可实现对暗物质多能区同步开展高灵敏扫描探测 有望解决测量范围与灵敏度难以兼顾的问题 [2] 实验成果与数据 - 研究团队设计制作了3比特超导量子芯片 [2] - 芯片可同时对15.632—15.638、15.838—15.845及16.463—16.468微电子伏特3个能区的暗光子进行搜寻 [2] - 实验给出了相应区间内最严格的暗光子—光子耦合界限 [2] - 相较此前基于天文观测的界限 实验结果提升了1至2个数量级 [2] 应用前景与意义 - 该工作展示了超导量子比特在粒子物理领域的应用前景 [2] - 为未来实现更宽质量区间、更高精度的暗物质探测提供了基础 [2]