近日,烟台大学祝斌教授与北京化工大学梁正良老师、南京师范大学武雷教授、苏亮亮博士在暗物质直接探测领域取得了重要研究突破,显著提升了轻暗物质的探测灵敏度。该研究成果以“Probing Sub-GeV Dark Matter via Plasmon Excitations in Semiconductor Detectors”(“通过半导体等离激元探测轻暗物质”)为题,发表于国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》(《物理评论快报》),祝斌教授为共同通讯作者。
当我们在夜晚凝视星空,眼中的恒星、星系和行星只是整个宇宙的冰山一角,更多的部分隐藏在黑暗之中,这就是神秘的暗物质。暗物质不发光、不与电磁波发生作用,难以被探测,却占据宇宙总质量约85%,并通过引力对宇宙的结构和演化产生着重要影响。然而,目前世界上有关“暗物质”的研究了解仍非常有限,被视为21世纪物理学的重大谜题之一。
“传统方法主要寻找较重的暗物质粒子,始终没有突破。然而,更轻的暗物质撞击探测器时能量太小,常规设备无法捕捉。”祝斌介绍。然而,当暗物质以接近光速的速度撞击固体材料时,会引发材料中的“等离子体共振”,这种“共振”可以被高精度探测器捕捉到,从而直接证明暗物质的存在。
基于此,祝斌及其研究团队提出了一种基于等离子体激元共振增强的新型探测方法,能显著提升半导体探测器对轻暗物质的灵敏度,尤其适用于被宇宙射线加速的高速度暗物质。团队构建了融合相对论性暗物质粒子动力学、非相对论性电子多体系统理论及第一性原理计算的综合分析框架,系统揭示了暗物质激发等离激元的微观过程,通过分析基于Skipper-CCD技术的SENSEI和DAMIC实验数据,给出了对质量范围1 keV-1 MeV的暗物质-电子耦合强度迄今最严格的限制。
这一突破性成果不仅验证了学科交叉方法的有效性,更揭示了现有半导体探测器的潜在能力——当传统核反冲探测受限于能量阈值时,等离激元效应可通过对多电子信号的关联分析实现灵敏度跃升,为下一代国际轻暗物质直接探测实验OBSCURA的设计提供了关键理论支撑。
据祝斌介绍,在轻媒介子模型中,硅探测器对亚MeV暗物质的探测极限提升3–20倍,尤其在低能量转移区域表现突出。此外,高灵敏度半导体探测技术除了成为揭开“暗物质”神秘面纱外的关键工具,还能应用于量子计算、辐射监测、材料科学、医疗成像、环境监测等领域。
近日,烟台大学祝斌教授与北京化工大学梁正良老师、南京师范大学武雷教授、苏亮亮博士在暗物质直接探测领域取得了重要研究突破,显著提升了轻暗物质的探测灵敏度。该研究成果以“Probing Sub-GeV Dark Matter via Plasmon Excitations in Semiconductor Detectors”(“通过半导体等离激元探测轻暗物质”)为题,发表于国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》(《物理评论快报》),祝斌教授为共同通讯作者。
当我们在夜晚凝视星空,眼中的恒星、星系和行星只是整个宇宙的冰山一角,更多的部分隐藏在黑暗之中,这就是神秘的暗物质。暗物质不发光、不与电磁波发生作用,难以被探测,却占据宇宙总质量约85%,并通过引力对宇宙的结构和演化产生着重要影响。然而,目前世界上有关“暗物质”的研究了解仍非常有限,被视为21世纪物理学的重大谜题之一。
“传统方法主要寻找较重的暗物质粒子,始终没有突破。然而,更轻的暗物质撞击探测器时能量太小,常规设备无法捕捉。”祝斌介绍。然而,当暗物质以接近光速的速度撞击固体材料时,会引发材料中的“等离子体共振”,这种“共振”可以被高精度探测器捕捉到,从而直接证明暗物质的存在。
基于此,祝斌及其研究团队提出了一种基于等离子体激元共振增强的新型探测方法,能显著提升半导体探测器对轻暗物质的灵敏度,尤其适用于被宇宙射线加速的高速度暗物质。团队构建了融合相对论性暗物质粒子动力学、非相对论性电子多体系统理论及第一性原理计算的综合分析框架,系统揭示了暗物质激发等离激元的微观过程,通过分析基于Skipper-CCD技术的SENSEI和DAMIC实验数据,给出了对质量范围1 keV-1 MeV的暗物质-电子耦合强度迄今最严格的限制。
这一突破性成果不仅验证了学科交叉方法的有效性,更揭示了现有半导体探测器的潜在能力——当传统核反冲探测受限于能量阈值时,等离激元效应可通过对多电子信号的关联分析实现灵敏度跃升,为下一代国际轻暗物质直接探测实验OBSCURA的设计提供了关键理论支撑。
据祝斌介绍,在轻媒介子模型中,硅探测器对亚MeV暗物质的探测极限提升3–20倍,尤其在低能量转移区域表现突出。此外,高灵敏度半导体探测技术除了成为揭开“暗物质”神秘面纱外的关键工具,还能应用于量子计算、辐射监测、材料科学、医疗成像、环境监测等领域。
记者3月18日从兰州大学获悉,该校动物医学与生物安全学院郑海学教授团队解析了非洲猪瘟病毒(ASFV)在猪体内感染的靶细胞,以及在靶细胞内延长感染的机制。这项研究系统阐明了ASFV感染的细胞嗜性、 肺癌是全球死亡率最高的恶性肿瘤。其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比达到85%。表皮生长因子受体(EGFR)是NSCLC最常见的驱动突变基因。现在,一个国际科学家团队首次证明,EGFR的一个关键界面可能会成为更 记者3月21日获悉,由中国科学院自动化研究所和中国科学院香港创新研究院联合研发的医疗领域AI多模态大模型——CARES Copilot 1.0日前在香港正式发布,现已面向香港神经外科医生开放使 近日,美国纽约州立大学石溪分校科学家菲格罗阿等人在一篇发表于《自然·量子信息》上的论文中称,他们通过把两个独立的光子存储在铷气里,首次在室温条件下构建了一个量子存储器网络。鉴于 3月24日消息,据媒体报道,huawei电话供应链公司,已开始向huaweiP70系列高端旗舰电话批量供货。同时有产业链人士透露,huawei给出的P70系列出货目标指引相对乐观。据数码博主“数码闲聊站”爆料,huaweiP 在近日开幕的中国国际核工业展览会上,中国核学会理事会党委书记、理事长王寿君表示,中国内地现有在运核电机组55台、居全球第三;在建核电机组26台,保持全球第一。这些成绩的取得,离不开智能化技术 。本文链接:我国学者在暗物质直接探测领域取得重要研究突破http://www.sushuapos.com/show-2-11164-0.html
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