粒子物理學正隨著下一代對撞機的出現進入一個新時代,這些對撞機承諾前所未有的能量水平。為了處理由此產生的複雜亞原子碎片,科學家們正在轉向量子感測器。
一個國際團隊,包括來自費米實驗室、加州理工學院和NASA噴氣推進實驗室的成員,已經成功展示了超導微線單光子探測器(SMSPDs)的潛力。這些量子感測器在經過高能粒子束測試後,表現出卓越的時間和空間分辨率。
加州理工學院的Maria Spiropulu強調了隨著粒子對撞機功率的增加,對這些精確探測器的迫切需求。她表示,將量子感測納入他們的工具包將優化對新粒子和暗物質的搜索,並促進對時空起源的研究。SMSPDs提供了一個獨特的優勢,消除了空間和時間分辨率之間的權衡,增強了在複雜事件中識別稀有粒子的能力,並為在未來環形對撞機(FCC)等設施中的發現鋪平了道路。
基於超導納米線單光子探測器(SNSPDs)的基礎,這些探測器已應用於量子網絡和空間通信,這些進步預示著我們對宇宙理解的新時代。量子感測器的精度和能力將在粒子物理學的未來發揮關鍵作用。