原標題：探測暗物質！煙臺大學祝斌教授在國際上發表重要突破性成果！

來源：膠東在線

原標題：探測暗物質！煙臺大學祝斌教授在國際上發表重要突破性成果！

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膠東在線3月3日消息 當我們在夜晚凝視星空，眼中的恒星、星系和行星只是整個宇宙的冰山一角，更多的部分隱藏在黑暗之中，這就是神秘的暗物質。

暗物質不發光、不與電磁波發生作用，難以被探測，卻占據宇宙總質量約85%，并通過引力對宇宙的結構和演化產生著重要影響。然而，目前世界上有關“暗物質”的研究了解仍非常有限，被視為21世紀物理學的重大謎題之一。

近日，煙臺大學祝斌教授與北京化工大學梁正良老師、南京師范大學武雷教授、蘇亮亮博士在暗物質直接探測領域取得了重要研究突破，顯著提升了輕暗物質的探測靈敏度。該研究成果以"Probing Sub-GeV Dark Matter via Plasmon Excitations in Semiconductor Detectors"為題，發表于國際物理學頂級期刊《Physical Review Letters》。

“傳統方法主要尋找較重的暗物質粒子，始終沒有突破。然而，更輕的暗物質撞擊探測器時能量太小，常規設備無法捕捉。”祝斌介紹道。然而，當暗物質以接近光速的速度撞擊固體材料時，會引發材料中的“等離子體共振”，這種“共振”可以被高精度探測器捕捉到，從而直接證明暗物質的存在。

基于此，祝斌及其研究團隊提出了一種基于等離子體激元共振增強的新型探測方法，能顯著提升半導體探測器對輕暗物質的靈敏度，尤其適用于被宇宙射線加速的高速度暗物質。團隊構建了融合相對論性暗物質粒子動力學、非相對論性電子多體系統理論及第一性原理計算的綜合分析框架，系統揭示了暗物質激發等離激元的微觀過程，通過分析基于Skipper-CCD技術的SENSEI和DAMIC實驗數據，給出了對質量范圍1 keV-1 MeV的暗物質-電子耦合強度迄今最嚴格的限制。

這一突破性成果不僅驗證了學科交叉方法的有效性，更揭示了現有半導體探測器的潛在能力——當傳統核反沖探測受限于能量閾值時，等離激元效應可通過對多電子信號的關聯分析實現靈敏度躍升，為下一代國際輕暗物質直接探測實驗OBSCURA的設計提供了關鍵理論支撐。

據祝斌介紹，在輕媒介子模型中，硅探測器對亞MeV暗物質的探測極限提升3–20倍，尤其在低能量轉移區域表現突出。此外，高靈敏度半導體探測技術除了成為揭開“暗物質”神秘面紗外的關鍵工具，還能應用于量子計算、輻射監測、材料科學、醫療成像、環境監測等領域。

《Physical Review Letters》（簡稱PRL）是物理學領域最具權威性和影響力的期刊之一，自1958年創刊以來，一直是全球物理學者展示最新研究成果、交流學術思想的重要平臺。作為美國物理學會（American Physical Society）主辦的頂級期刊，PRL以其嚴格的審稿標準和高質量的文章著稱，涵蓋了從基礎物理到應用物理、從凝聚態物理到天體物理等多個領域的研究 ，位列JCR分區的Q1區，進一步證明了其在學術界的領先地位。

祝斌，1985年11月生，2014年于南開大學獲得博士學位，隨后進入中國科學院物理研究所從事博士后研究工作（2014-2016）。2016年加入煙臺大學物理與電子信息學院，致力于粒子物理領域的教學與科研。2019年至2021年，他受邀赴韓國中央大學擔任研究教授，進一步拓展國際學術視野。2024年獲聘教授職位。

研究聚焦于粒子物理領域，尤其在暗物質和新物理尋找方向取得了多項突破性成果。他曾獲得國家青年基金和面上項目基金的資助，為相關領域的研究提供了重要支持。截至目前，他在《Physical Review Letters》《Nature Communications》《Science Bulletin》等國際頂級期刊上累計發表論文72篇，總被引用次數達1720次。

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