2026年3月17日——尽管暗物质构成了宇宙中绝大部分质量，人类却从未直接观测到它。为搜寻轻质量暗物质及其他罕见现象，研究人员必须破解超灵敏探测器中的一个谜题：大量被称为“低能过量信号”(LEE)的低能事件会掩盖他们寻找的稀有信号。

在2025年12月30日发表于《应用物理快报》的研究中，TESSERACT实验项目（采用亚电子伏特分辨率超导传感器与低温靶标技术）的研究团队确认了低能过量信号的成因之一。他们发现噪声并非来自电子设备或周围环境，而是源于探测器硅晶体内部的微小振动能量爆发。硅晶体越厚，LEE事件越多。

由于至少部分LEE事件源自探测器材料本身的微观变化，研究人员推测这也会影响超导量子比特——量子计算机中通常由硅制成的精密元件。这些能量爆发会产生“准粒子”，干扰量子比特脆弱的量子态，导致退相干或运算失败。因此即使在严密屏蔽的量子系统中，某些错误可能源于系统内部。

“量子计算机能完成现有系统无法实现的计算，但前提是必须制造出稳定的量子比特，”TESSERACT项目负责人、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室科学家Dan McKinsey表示。“由于我们暗物质实验使用的探测器与量子比特具有相似结构，通过解决粒子物理学难题，我们同时获得了改进量子计算的宝贵信息。”

为定位LEE事件来源，该团队在1毫米与4毫米厚的两块近乎相同的硅芯片上制作了超导声子传感器（可检测量子振动或声子）。实验显示，随着冷却过程，两个探测器中事件数量均逐渐减少，且较厚芯片的低能事件数量是薄芯片的四倍——证明硅材料本身（而非外部因素）是噪声源。

科学界现已确认LEE事件数量与硅厚度相关，部分研究团队只需减少硅用量即可改进传感器。但这仅是理解能量爆发机制、寻找彻底消除背景噪声工程方案的第一步。

“量子计算机的超导量子比特设计需忽略环境干扰以维持量子态，”加州大学伯克利分校副教授、伯克利实验室研究员Matt Pyle解释。“而我们的光子与声子传感器采用类似技术，却需要极致敏感以探测暗物质。这使我们的探测器成为诊断导致量子退相干环境因素的独特工具。”

实验中，TESSERACT较薄探测器还实现了258.5毫电子伏特的世界领先能量分辨率，能区分能量差仅百分之一电子伏特的事件——比单粒可见光能量小数倍。这种精度将帮助科学家从背景噪声中识别极微弱信号，对追踪暗物质至关重要。

TESSERACT目前处于原型建造阶段，未来将部署于法国莫丹地下实验室。该国际合作项目成员还包括阿贡国家实验室、加州理工学院、佛罗里达州立大学、法国IJCLab核物理实验室、里昂IP2I研究所、格勒诺布尔LPSC实验室、德州农工大学、马萨诸塞大学阿默斯特分校、苏黎世大学以及日本量子宇宙粒子测量系统国际中心等机构研究人员。