通过汤川耦合在贝塞尔-高斯光束内利用悬浮纳米粒子检测暗物质

我们提出了一种探测暗物质的新型实验方法，通过探测暗物质与重子物质之间的汤川相互作用（通常被称为第五种力）来实现。我们的方法涉及在贝塞尔-高斯光束内光悬浮纳米粒子，以探测潜在暗物质与测试质量相互作用施加的微小力。贝塞尔-高斯光束的无衍射特性与反馈冷却技术相结合，为纳米粒子运动中的微小扰动提供了卓越的灵敏度。该装置能够精确控制捕获条件，并将探测灵敏度提高到 $10^{-18}$ N 量级的力。我们探索了汤川相互作用的参数空间，重点关注耦合强度（$\alpha$）和相互作用范围（$\lambda$），并讨论了该实验在为暗物质耦合设定新约束方面补充现有直接探测方法的潜力。