克日，中国科学技能大学中科院微观磁共振重点实行室杜江峰院士团队与南京大学组成的联合研究组在暗能量探测领域取得庞大进展，利用抗磁悬浮力学系统在实行室环境中对一种告急的暗能量理论——变色龙理论举行了实行查验，未发现该理论预言的“第五种力”，从而排除了其作为暗能量的大概。这是所有暗能量理论中的首个确定性的实行查验。干系研究成果日前在国际学术期刊《自然物理学》发表。
宇宙学和天文学的一些观测事实表明，我们的宇宙正处于加速膨胀中，而暗能量被认为是驱动膨胀的原因。但是，对于暗能量的本质是什么，以何种方式与我们的世界发生作用，目前仍然未知。为探索神秘的暗能量场，国际上结构了多种实行研究筹划，传统的手段主要是借助天文观测或大型物理装置，如太空望远镜、地下实行室以及大型高能粒子加速器等。中科院微观磁共振重点实行室于比年来创新发展了基于固态自旋、气态原子、微力学系统等能够在实行室尺度开展探索的实行体系和技能，为拓展人类对宇宙的认识提供了新途径，已完成一系列告急的实行研究。
此项研究针对一种告急的暗能量理论——变色龙理论开展实行查验。变色龙理论是用来表明宇宙加速膨胀的一种理论模子，该理论的最大特性之一是预言了已知四种基本相互作用外的“第五种力”，在情势上可以写为万有引力作用的微小偏离，这为实行研究提供了大概。本工作研究人员利用抗磁悬浮力学系统作为力探测器，精良构建了亚毫米尺度的具有超高灵敏度的“桌面式”力探测平台，对变色龙理论所预言的第五种力举行了检测。研究中，对变色龙场做了精细的数值模拟和基于此的第一性原理多少筹划，对质量源与力探测器采用了薄膜结构，有效解决了变色龙场在质量源端和力探测器端的双重屏蔽困难；而且，实行中产生了超长干系时间的第五种力驱动以进步力探测精度。以上技能极大提拔了对第五种力的探测服从，实现了迄今为止对变色龙理论的国际最高检测精度，将理论预言的变色龙作用力上限限制到6 x 10-17牛。结合先前其他实行，该研究最终完成了底子变色龙理论的全参数空间查验，未发现该理论预言的“第五种力”，从而确定性地排除了这一暗能量理论。
△图1：抗磁悬浮力学系统实行系统（左）；实行探测给出的变色龙第五种力上限（右）
△该研究的暗能量探测结果
审稿人高度评价该工作：“在我看来这是一个非常告急的成果，代表了该领域的一个庞大进展。这一工作充实展示了精密力探测与宇宙学研究的交叉融合，有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个底子科学领域的广泛兴趣。” |
