宇宙射电探测器或15年内找到暗物质

一种新型“宇宙射电”探测器可能很快就能探测到轴子（潜在的暗物质粒子）的信号，这将使科学家们比以往任何时候都更接近解开宇宙中不可见物质之谜。

浩瀚宇宙中，有一种神秘物质无处不在，却从未被“看见”。它不发光、不反射、不吸收任何电磁波，却通过引力悄然影响着星系的运动。这就是暗物质，宇宙中最令人困惑的谜题之一。

但现在，科学家们有了新突破——一种能够“调频”的新型探测器，有望在未来15年内首次直接捕捉到暗物质的踪迹。它的工作原理，就像是一台能聆听宇宙“隐藏频道”的收音机。

打开宇宙收音机，寻找轴子的“声音”

近日，伦敦国王学院、哈佛大学、加州大学伯克利分校等机构的研究团队，在《自然》杂志上发表了一项引人注目的研究：他们设计出一种新型探测装置，能够寻找一种被称为轴子（axion）的假想粒子——这正是目前最被看好的暗物质候选者之一。

科学家推测，轴子并不像普通粒子那样“静默无声”，而是以一种波动方式存在，可能藏身于电磁波谱的某段频率中。这就像宇宙在悄悄“广播”一个频率，但我们一直不知道该调到哪个频道。

于是，研究人员提出了一个新想法：造一台“宇宙收音机”，扫描宇宙的电磁波谱，精准捕捉轴子的特征频率。当探测器“锁定”频率时，设备会释放出微弱光信号，仿佛宇宙对我们发出了回应。

神秘材料与极致工艺，开启量子监听时代

这一新型探测器的核心材料，是一种叫碲化锰铋（MnBi₂Te₄）的二维量子材料。它仅有几层原子厚，具有独特的电磁响应能力。科学家们通过特殊工艺，将这种材料制作成能够与“轴子共鸣”的微小结构，称为AQ（轴子准粒子）探测器。

当某一特定频率的“宇宙广播”传来——如果轴子真的存在——AQ探测器就能“听”到这个信号。

这就像是宇宙给我们留下了一把钥匙，而科学家们终于学会了如何把锁调到正确的位置。

暗物质研究迎来“黄金时代”

研究团队预计，在接下来的五年中，将完成第一代可投入实用的AQ探测器制造；再用十年时间，对整个高频电磁波谱进行系统扫描。换句话说，如果一切顺利，我们可能会在 15年内揭示暗物质的真实面目。

论文合著者、大卫·马什博士表示：“这是一台真正意义上的宇宙收音机。我们已经掌握了制造方法，剩下的就是扩大规模和持续耐心。”

自从1983年理论物理学家首次提出轴子具有电磁波特性以来，科学界已经苦苦追寻了40多年。如今，曙光终于初现。

哈佛大学的研究者邱建湘（音译）指出，这一探测技术不仅是暗物质研究的里程碑，也可能成为人类首次“听见”宇宙隐秘物理现象的开端。

如果暗物质真的能“发声”，人类或许正处于第一次真正听见它的前夜。