我国科学家首次在《自然》直接观测到米格达尔效应

IT之家1月15日消息，新华社今日（1月15日）发布博文，报道称由中国科学院大学领衔的科研团队在国际顶级期刊《自然》发表重磅成果：首次直接观测到了“米格达尔效应”。该发现不仅终结了物理学界长达80多年的等待，更为人类探索宇宙谜题“轻暗物质”，扫清了关键的理论障碍。

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实验中发现的米格达尔效应事例展示。图源：论文配图

IT之家援引博文介绍，“米格达尔效应”由苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔于1939年提出。通俗来说，当一个原子核突然受到撞击并加速（类似“急刹车”或“猛加速”）后，其内部电场会发生剧烈变化。

这种变化有概率将能量传递给核外电子，导致电子被“甩”出原子束缚。在微观层面，这表现为原子核的反冲轨迹与逃逸电子的轨迹从同一个点延伸出来，形成独特的“共顶点”双径迹特征。

我国科研团队为了捕捉这一极其微弱的信号，自主研发了“微结构气体探测器 + 像素读出芯片”核心装置。中国科学院大学刘恺教授将其比作一台能拍摄单原子运动的高速“照相机”。

探测器结构与工作原理。图源：论文配图

实验中，研究人员利用中子源轰击探测器内的气体分子，并成功从伽马射线、宇宙射线等复杂的背景噪声中，精准识别出了原子核与电子同时产生的“共顶点”图像，从而确凿地证实了该效应的存在。

这一发现对暗物质研究意义重大。过去几十年，科学家虽然推测利用米格达尔效应可以探测轻质量暗物质，但由于效应本身未被证实，相关实验始终面临“理论假设缺乏地基”的质疑。

实验装置与布局。图源：论文截图

锦屏CDEX暗物质实验负责人岳骞指出，此次成果不仅巩固了理论基础，还验证了国产高精尖气体探测技术的能力，标志着中国在轻暗物质探测领域迈出了坚实一步。

此次研究工作由中国科学院大学牵头，广西大学负责核心探测器研发以及提供探测器测试和验证平台，华中师范大学、兰州大学、南京师范大学、烟台大学合作协同攻关。研究得到国家自然科学基金委创新研究群体项目、国家重点研发项目、广西人才小高地等多个基金的支持。

随着技术的成熟，这项成果将被迅速转化为实际应用。项目骨干郑阳恒教授透露，团队计划将该技术融入下一代暗物质探测器的研发中。

暗物质被视为理解宇宙起源的关键钥匙，而此次对米格达尔效应的直接观测，无疑让人类在这场宏大的“宇宙寻宝游戏”中，距离揭开谜底的目标又近了一程。

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