搜寻光学悬浮纳米粒子中的暗物质散射信号
悬浮光力学的发展催生出了能在量子测量领域运行的高精度力传感器,这为探索新型物理现象开辟了独特路径——那些微弱到现有传感器难以捕捉的相互作用力。该研究团队展示了光学悬浮纳米颗粒所受脉冲力的检测技术,其中测量反作用力是主要噪声来源。利用这类传感器,研究人员寻找可能源自穿越的类粒子暗物质散射所产生的动量转移。针对通过长程相互作用与标准模型中子耦合的暗物质,这项工作在1至10^7 GeV/c²质量范围内约束了一系列理论模型,并以95%置信度将单中子耦合强度上限压低至≤1×10^-7。该团队还验证了利用传感器固有方向敏感性区分潜在暗物质信号与背景噪声的能力。未来通过拓展本技术,对轻暗物质和大质量中微子的探测灵敏度有望超越现有水平数个数量级。
