중과대, 양자 정밀측량·암흑물질 탐지 분야 동시 진척

11월23일 IT홈에 따르면 중커다관왕에 따르면 중국과학원 미시자기공명중점실험실 펑신화 연구팀과 독일 헬름홀츠연구소의 디미트리 버드커(Dmitry Budker) 교수가 18일 합작해 새로운 초영민성 양자 정밀측정 기술을 개발했다.
 
연구진은 이 신기술을 활용해 암흑물질의 직접 탐색을 벌였고, 실험 결과는 기존 국제 최고 수준보다 최소 5단계 향상돼 국제적으로 가장 강력한 우주 천문학적 한계를 처음으로 돌파했다.
 
많은 천문학적 관측에 따르면 우주물질 구성의 대부분은 암흑물질로 약 85%를 차지하지만 우리가 흔히 알고 있는 일반물질은 약 15%에 불과하다.그러나 암흑물질의 존재에 대한 직접적인 증거는 아직 찾지 못했다.
 
펑신화 연구진은 기체 제논과 루비듐 원자를 혼합한 증기실을 이용해 초고감도와 '데스크톱 방식'을 갖춘 새로운 핵자선 양자 측정 기술을 개발해 지금까지 국제 최고 감도의 핵자기 센서를 구현했다.연구진은 초저자기장 본저의 소음을 가진 '스핀-베이스 암플라피어'(spin-based amplifier)라는 이름을 붙였다.나아가 연구진은 이 스핀앰프와 팀이 발전한 원자자력계를 결합해 원자자력계의 자기탐지 감도를 100배 높였다.
 
양자 정밀측정 기술은 초고감도의 자기장 탐사가 가능해 암흑물질 탐색에 변혁적인 수단을 제공한다.펑신화 연구진은 암흑물질에 의한 '위자장'을 교묘히 증폭시켜 암흑물질의 탐지 감도를 크게 높였고, feV-peV 저에너지 지역 암흑물질의 직접 탐색을 완료해 암흑물질과 원자핵 결합 강도 경계가 국제 최적 한계(CASPEr팀 2019년 발표)보다 우수하며, 우주천문학적 한계(SN1987년 발표)를 처음으로 돌파했다.


 IT홈에 따르면 중국과학원 미시자기공명중점실험실 장민 부연구원과 쑤하오원 박사 연구원이 공동 제1저자로, 펑신화 교수가 통신저자로 선정됐다.이 연구는 과학기술부, 국가자연과학기금위원회, 안후이성의 지원을 받았다.