Sabemos por observações astronômicas que nossa melhor teoria sobre a natureza, o modelo padrão de física de partículas, está incompleta. A matéria escura, necessária para explicar estruturas em larga escala no universo, indica a possível existência de novos fenômenos físicos virtualmente mensuráveis em experimentos de pequeno porte. Neste trabalho, vamos descrever um experimento na PUC-Rio voltado para a busca de potenciais novas interações relacionadas à matéria escura que possam se manifestar em escalas micrométricas. O experimento consiste em um sensor de forças e deslocamentos que explora princípios de mecânica quântica. O desenvolvimento da tecnologia envolvida não só permite procurar por novos fenômenos físicos, mas abre uma avenida de pesquisa inteiramente nova no Brasil, a opto-mecânica quântica, com diversas aplicações em metrologia, informação quântica e ciência de materiais.