使用亚电子伏特跃迁边缘传感器探测轻质暗物质
该研究团队提出了一种基于高分辨率过渡边缘传感器(TES)的量子传感平台用于暗物质探测的综合分析。这种在热力学噪声极限附近工作、具有亚电子伏特能量分辨率的传感器,为探测亚吉电子伏特质量区间的轻暗物质提供了有力手段。采用临界温度低于150毫开尔文超导薄膜制备的光学TES,实现了低于100毫电子伏特的能量阈值,能对单个能量沉积进行精确量热检测。研究人员通过整合基础噪声源并应用最优滤波技术建立TES响应模型,评估了多种暗物质相互作用通道的灵敏度,同时考虑了靶材中的介质效应。研究表明:对于亚兆电子伏特质量区间的暗物质,仅需纳克·月量级的探测即可触及此前未探索的暗物质-电子散射截面(低于10^-27 cm^2);在兆电子伏特质量区间,该平台能够探测暗物质-核子耦合强度。光学TES兼具高能量分辨率、光子数敏感性和可扩展性优势,为粒子物理与量子计量学交叉领域的稀有事件搜寻提供了一个极具吸引力的量子传感平台。
