科学家们提出了机械量子传感器技术，以进行超灵敏的测量，从而可以探测到被称为中微子的难以捉摸的粒子。

科学家们发表了一篇论文，名为“用机械量子传感器搜索大质量中微子”，证明了“一个单纳米级的光学悬浮传感器，其灵敏度接近标准量子极限，可以搜索keV MeV质量范围内的重无菌中微子，其灵敏度远远超过现有限制”，并探索了“机械传感器在量子体系中运行良好的可能性可能最终达到提供光中微子态质量的绝对测量所需的灵敏度”。

由于中微子相互作用如此微弱，典型的中微子探测器需要非常大（也非常昂贵）的实验装置，例如170吨级的MicroBooNE实验，相比之下，科学家们的一项实验，“在微球精密悬浮实验中寻找新的相互作用”（SIMPLE），是一项桌面实验，正如论文中所证明的，也可以用于研究涉及中微子的相互作用。

SIMPLE使用“光镊”，其中激光光学悬浮、控制和测量微米大小的球体（“微球”）。

通过测量微球的运动，该小组可以精确地检测到极其微小的脉冲（小于羽毛落在肩膀上传递的动量的1万亿分之一）。

这种灵敏度足以测量整个粒子的动量反冲，如果在直径约为100纳米的纳米颗粒内的原子核衰变后，即使是单个中微子也会逃逸。

一句话概括一下，美国科学家们正在通过在SIMPLE中捕获的纳米颗粒中植入通过发射中微子而衰变的核来优化SIMPLE对中微子的搜索。

这种尺寸的纳米颗粒的现有陷阱现在已经显示出在“标准量子极限”下的灵敏度，其中量子力学的测量限制提供了测量中的主要不确定性。

未来的扩展甚至可以超越这一“极限”，将量子“挤压”技术用于实验传感器，类似于莱特实验室HAYSTAC实验中的传感器，该实验用于寻找暗物质，这是物理学中的另一种神秘现象。

这种压缩效应使量子不确定性被转移到一个不影响实验结果的变量中，从而使灵敏度进一步提高。

科学家们解释说，“我们和欧洲的研究人员最近证明了使用纳米级光学悬浮传感器（如SIMPLE）进行量子测量的能力；我们的团队正提议将这些量子技术应用于核物理领域。

”虽然SIMPLE不会直接探测中微子本身，但动量守恒要求当中微子逃逸纳米颗粒时，整个粒子的微小动量反冲允许重建所有发射粒子的总动量，包括中微子和其他可能在传统探测器中逃逸的中性粒子。

“反冲效应类似于你站在滑板上扔棒球；你因为动量守恒而后退。

这种向后运动是可以测量的，可以让你确定棒球的重量，而不用测量棒球本身。

”科学家们解释说。

使用机械传感器的最新技术现在允许测量悬浮纳米颗粒在量子状态下的动量。

这些技术现在已经足够灵敏，可以测量从这种纳米粒子发射的单个中微子的动量，就好像你踩着滑板。

但是手里拿着的是“中微子”。

如果对这种衰变中的一小部分测量到异常动量，则可能表明存在一种以前未被发现的重中微子。

SIMPLE将通过将这些核植入微小的纳米颗粒中，并在衰变过程中向纳米颗粒照射激光，观察和测量通过衰变产生的中微子（如核β衰变）衰变的核的动量传递。

当中微子被发射时，整个纳米颗粒的移动量很小，通过精确测量从激光中反弹出来的光子，可以检测到纳米颗粒的运动。

由于用于测量球体的光子也携带动量（并且它们也推动纳米颗粒），测量纳米颗粒位置的行为提供了海森堡不确定度原理所要求的对其反冲的极限不确定度。

然而，在海森堡不确定度给出的水平上测量纳米粒子反冲，可以推断中微子的具体性质，比如是否有任何衰变发射出质量大于预期的中微子。

一个含有这种衰变感兴趣的特定同位素的单个捕获纳米颗粒可以在一个月的整合时间内提供世界领先的重中微子搜索。

这些技术的未来潜力巨大。

将同样的想法扩展到纳米颗粒的大阵列中，可以探测到许多数量级的中微子，而这是现有的重中微子搜索所无法达到的。

这已经超越了目前最先进的技术。