量子传感器正成为新风口
宇宙由什么构成？暗物质和暗能量到底是什么？早期宇宙产生的引力波能否被探测到？这些是当今物理学最重大的未解之谜。然而，传统探测器在面对这些极其微弱的信号时往往无能为力——信号被淹没在背景噪声之中。如何从嘈杂的环境中提取出有意义的宇宙信号，成为物理学界面临的根本性挑战。 问题提出：长基线原子干涉仪是探测暗物质和引力波最有前途的工具之一，但激光产生的相位噪声远强于目标信号，如何在现实条件下消除这一噪声瓶颈？ 帝国理工学院的研究团队开发了一种原型量子传感器，首次在真实世界条件下证明了未来量子探测器的关键概念可以在理想化实验室假设之外有效工作。他们的研究表明，通过比较两个长基线原子干涉仪，可以有效消除实验噪声，从而在单个测量看起来完全被淹没的情况下恢复有意义的信号。 长基线原子干涉仪使用激光分裂原子云并随后重新组合它们，使研究人员能够以非凡的精度测量原子运动的微小变化。该技术比较位于不同位置但由同一激光控制的两团原子云，它们之间的任何差异......阅读全文
量子传感器正成为新风口
宇宙由什么构成？暗物质和暗能量到底是什么？早期宇宙产生的引力波能否被探测到？这些是当今物理学最重大的未解之谜。然而，传统探测器在面对这些极其微弱的信号时往往无能为力——信号被淹没在背景噪声之中。如何从嘈杂的环境中提取出有意义的宇宙信号，成为物理学界面临的根本性挑战。 问题提出：长基线原子干涉仪是探测
双光束干涉仪引力波测量简介
干涉仪也可以用于引力波探测(Saulson, 1994)。 激光干涉仪引力波探测器的概念是前苏联科学家Gertsenshtein和Pustovoit在1962年提出的（Gertsenshtein和Pustovoit 1962）。 1969年美国科学家Weiss和Forward则分别在1969年即
量子实验突破关键技术瓶颈：暗物质与引力波搜寻迎来新窗口
搜寻暗物质与引力波是当代物理学最令人兴奋、也最具挑战性的课题之一。2026年6月17日，英国帝国理工学院领衔的AION合作组在《自然》（Nature）杂志发表论文，宣布利用长基线原子干涉仪成功攻克了一项困扰该领域多年的关键难题——激光相位噪声，这为未来的精密测量打开了全新大门。原子干涉仪是一种利用冷
超冷原子传感技术成功检测太空环境变化
美国国家航空航天局的冷原子实验团队利用原子干涉仪等量子传感工具，成功测量了国际空间站的细微振动。这是科学家首次使用超冷原子检测太空环境的变化。相关论文发表于13日出版的《自然·通讯》杂志。原子干涉仪可精确测量重力、磁场和其他力。科学家一直在地球上利用该传感器研究重力的基本性质，促进了飞机和船舶导航技
重新定义测量准确度的极限
德国物理技术研究院（PTB）、德国汉诺威莱布尼兹大学QUEST研究所、莱布尼兹大学理论物理研究所和意大利国家光学研究院的科学家共同引入了一种基于同时适应两个测量参数非经典态的方法，这将实现对揭示常规物质与暗物质之间相互作用分子的精确测量。这一研究结果发表在《自然通讯》中。 几个世纪以来，人类通
超冷原子传感技术成功检测太空环境变化
科技日报北京8月14日电（记者刘霞）美国国家航空航天局的冷原子实验团队利用原子干涉仪等量子传感工具，成功测量了国际空间站的细微振动。这是科学家首次使用超冷原子检测太空环境的变化。相关论文发表于13日出版的《自然·通讯》杂志。国际空间站上安装的原子干涉仪。图片来源：《自然·通讯》杂志原子干涉仪可精确测
美激光干涉仪引力波天文台将迎来重大升级
美国国家科学基金会为“先进LIGO+”（ ALIGO+）项目贡献2040万美元经费，英国研究和创新部将另外提供1070万英镑（合1370万美元），澳大利亚也将作出小幅贡献。对华盛顿州和路易斯安那州的两个LIGO地点进行的升级，将包括增加一个300米长的高真空光共振腔。这将帮助科学家在LIGO探
中国科大利用量子传感网探测暗物质－精度超天文观测
1月29日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）自旋磁共振实验室教授彭新华、江敏团队在《自然》杂志发表最新研究成果，革新核自旋量子精密测量技术，成功搭建国际首个基于原子核自旋的量子传感网络，使得暗物质探测灵敏度实现质的飞跃，为解开这一宇宙之谜提供了全新路径。在浩瀚的宇宙中，恒星、行星等肉眼可见的普通
电磁波和引力波
也难怪很多人对LIGO探测到的引力波质疑，因为这次结果的确是太突然、太幸运了。并且，尽管爱因斯坦在1916年就预言了引力波，但他对自己的这个预言的态度也是反反复复颇为有趣的。爱 因斯坦本人直到1936年对此还尚未有一个确定的答案。他曾经在一篇论文中得出“引力波不存在”的结论！但因为该文中他的
空间引力波探测：－在太空中捕捉引力波“音符”
日前，一条有关空间引力波探测的消息在天文圈被刷屏。 据欧洲太空局（以下简称欧空局）官网报道，其下属科学项目委员会在6月20日举行的会议中一致决定，将探测引力波的激光干涉空间天线（LISA）正式确定为欧空局第三大型空间任务（L3）。根据时间表，LISA将在2034年开始从空中探测引力波。 事实
欧洲绘制未来10年物理实验路线图
据《科学》杂志网站8月13日（北京时间）报道，伴随着粒子物理学与宇宙学的日益趋同，欧洲空间局（ESA）发布了有关宇宙空间任务与技术开发的路线图，这将指引2015年至2025年欧洲物理实验的发展方向。 近年来物理学发展的一种趋势是，越来越多的研究人员倾向于利用空间任务来回答物理学基本问题，但
美引力波观测站升级：有望首次探测引力波
1916年，爱因斯坦在广义相对论中预测了引力波的存在，这是遥远宇宙极端天体事件的产物，如同时空中的涟漪 据国外媒体报道，引力波被认为来自宇宙中大质量天体的碰撞、爆炸等，是宇宙中最恐怖的能量释放，比如超新星爆发、黑洞碰撞等。但科学家对引力波仍然不十分了解，原因在于我们很难探测到引力波，引力波虽
电磁波和引力波（二）
用什么“尺子”来测量这么小的长度变化？科学家们又请出了引力波的大哥-电磁波，以激光的面貌出现。所用仪器是和1887年迈克耳逊的干涉仪[7]基本同样的原理。干涉仪向不同方向发出两束激光，在两个长臂中来回后进行干涉，从干涉图像则可以测量出两臂长度的微小差异。这种设备是爱因斯坦的幸运神，当年迈克耳孙和莫雷
电磁波和引力波（一）
也难怪很多人对LIGO探测到的引力波质疑，因为这次结果的确是太突然、太幸运了。并且，尽管爱因斯坦在1916年就预言了引力波，但他对自己的这个预言的态度也是反反复复颇为有趣的。爱因斯坦本人直到1936年对此还尚未有一个确定的答案。他曾经在一篇论文中得出“引力波不存在”的结论！但因为该文中他的计算有一个
中国科大构建城际量子传感网络
近日，中国科学技术大学等系统实现了核自旋量子精密测量技术的原理性突破，并构建了国际首个基于核自旋的城际量子传感网络，首次在实验上突破了对拓扑缺陷轴子暗物质约束的天体物理观测极限。 01 探测极微弱信号 当前研究表明，在宇宙的物质构成中，普通可见物质仅占约4.9%，而暗物质则占约26.8%。
引力波真的存在吗？
近日，一条关于神秘引力波被发现的传言正在迅速扩散。美国亚利桑那州立大学物理学家劳伦斯·克劳斯在社交网站推特上发布消息称自己收到可靠证据，美国激光干扰引力波观测站（LIGO）已成功侦测引力波。媒体广泛跟进了这一消息，并称LIGO研究团队正收集数据撰写报告。若传闻属实，广义相对论最重要的一项预测将得
迄今最灵敏力传感器问世，可测量电子重量的十分之一
据英国《新科学家》网站11月2日报道，法国科学家利用极冷的铷原子，制造出了迄今最灵敏的力传感器，其可测量拎起单个电子所需力十分之一大小的力，未来有望揭示全新力的存在。相关论文已经提交预印本网站。 6束激光束在将原子送入干涉仪之前冷却并捕获原子。 图片来源：欧洲空间局 所有已知的力都源于四种
科研人员构建城际量子传感网络
近日，中国科学技术大学等系统实现了核自旋量子精密测量技术的原理性突破，并构建了国际首个基于核自旋的城际量子传感网络，首次在实验上突破了对拓扑缺陷轴子暗物质约束的天体物理观测极限。当前研究表明，在宇宙的物质构成中，普通可见物质仅占约4.9%，而暗物质则占约26.8%。然而，暗物质的微观本质仍是现代物理
科研人员构建城际量子传感网络
近日，中国科学技术大学等系统实现了核自旋量子精密测量技术的原理性突破，并构建了国际首个基于核自旋的城际量子传感网络，首次在实验上突破了对拓扑缺陷轴子暗物质约束的天体物理观测极限。当前研究表明，在宇宙的物质构成中，普通可见物质仅占约4.9%，而暗物质则占约26.8%。然而，暗物质的微观本质仍是现代物理
原子钟精度提升将推动物理学进步
美国国家标准与技术研究院（NIST）和科罗拉多大学博尔德分校联合成立的美国天体物理联合实验室（JILA）的科学家们，成功开发出了迄今已知最精确的原子钟。这款原子钟不仅能精准计时，还有助在广阔的空间范围内进行精准导航，并搜索新粒子。相关论文已经被最新一期《物理评论快报》杂志接收。物理学家组织网在本月稍
印度将建立全球第三个激光干涉仪引力波观测台
印媒称，印度将建立全球第三个激光干涉仪引力波观测台（即LIGO-印度）以探测引力波，这一观测台将与美国现有的两个观测台相仿。据《印度斯坦时报》网站2月12日报道，马哈拉施特拉邦和中央邦都进入了展开这一实验的侯选邦名单。报道称，到2022年，印度将成为在理解爱因斯坦的广义相对论方面发挥重要作用的国
大尺寸物体的波动行为
自从物理学者演示出光子与电子具有波动性质之后，对于中子、质子也完成了很多类似实验。在这些实验里，比较著名的是于1929年奥托·施特恩团队完成的氢、氦粒子束衍射实验，这实验精彩地演示出原子和分子的波动性质。近期，关于原子、分子的类似实验显示出，更大尺寸、更复杂的粒子也具有波动性质，这在本段落会有详细说
印度加入寻找引力波大军
2月5日，印度总理曼莫汉·辛格在查谟市召开的印度科学大会上宣布，印度希望在探测引力波的国际合作中扮演东道主的角色，即让一个关键设施落户印度。 激光干涉引力波天文台(LIGO)由复杂的光学干涉仪组成，这些设备分别坐落在相隔 3000千米的不同地区，诸如美国华盛顿州汉福德市、华盛顿市、新泽
四种新工具全力“捕捉”引力波
两个“共舞”黑洞产生的引力波的频率越来越高。图片来源：美国国家航空航天局引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论做出预言，剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动，这就是引力波。约100年后，2015年9月，宇宙中一次仅持续五分之一秒的“涟漪”改写了物理学的篇章，科学家首次直接
揭秘天宫二号上的空间冷原子钟:3000万年误差1秒
成功发射的天宫二号搭载了多种高精尖科学装备。其中，由中科院上海光机所研制的“定时神针”——空间冷原子钟，有望实现约3000万年误差1秒的超高精度，这将是国际上首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟，也是目前在空间运行的最高精度原子钟。 人类社会发展离不开对时间的精确测量。之前，在太空中运行的
从脉冲星计时阵列到桌面探测器，四种新工具全力“捕捉”引力波
引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论做出预言，剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动，这就是引力波。约100年后，2015年9月，宇宙中一次仅持续五分之一秒的“涟漪”改写了物理学的篇章，科学家首次直接探测到引力波。此后，包括美国激光干涉仪引力波天文台和欧洲“处女座”引力波
全球首款量子“罗盘”问世
据英国帝国理工学院官网近日报道，该校研究人员和M Squared公司携手，研制出全球首款用于导航的量子加速度计。这款量子“罗盘”是不依赖全球定位卫星（GPS）的防干扰导航装置，能确定地球上任何地方的精确位置。 今天的大多数导航依赖包括GPS在内的全球卫星定位系统，这些系统会发送和接收来自绕地球
中科院研制出相位锁定的涡旋物质波干涉仪
近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪，并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象。 干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象，以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性
下一代光学原子钟可用于探测引力波
英国《自然》杂志29日在线发表的一项物理学研究指出，下一代光学原子钟已经能比现有方法更精确地测量地球表面时空的引力扭曲。这一成果可用于探测引力波、检测广义相对论以及寻找暗物质。 时间的流逝并非绝对，而是取决于给定的参照标准。因此，时钟的测量很容易受到相对速度、加速度和重力势的影响。重力势增加
LIGO将重大升级，继续领跑全球引力波探测
当地时间2月15日，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）科学合作组织宣布，接收到来自美国国家科学基金会、英国研究与创新机构和澳大利亚研究委员会共3500万美元的资金支持，将对其两个探测器进行重大升级。 LIGO曾于2015年首次在人类历史上聆听到时空的涟漪——引力波。升级后的LIGO将被命名为