中国科研团队首次直接观测米格达尔效应 为轻暗物质探测奠定坚实理论基础

在基础物理研究领域,一个困扰学界83年的理论难题近日被中国科学家破解。

中国科学院大学联合国内多所高校的科研团队,通过自主创新技术手段,首次在实验中直接观测到"米格达尔效应",这一重大发现发表在1月15日出版的《自然》杂志上。

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,该理论预测当原子核受到突然撞击时,其内部电场变化可能导致核外电子被"甩出"。

但由于信号极其微弱,这一现象长期未能被实验证实。

研究团队负责人刘倩教授介绍,观测这一效应相当于要在10亿次原子碰撞中,精准识别出一次特殊事件。

为攻克这一难题,科研人员历时五年研发了"微结构气体探测器+像素读出芯片"系统。

这套装置灵敏度极高,能够捕捉单个原子的运动轨迹。

在位于广西大学的实验平台上,研究人员利用中子源轰击气体分子,从复杂的背景辐射中成功提取出原子核反冲与电子逃逸的"共顶点"图像,为米格达尔效应提供了确凿证据。

这一发现具有多重科学价值。

首先,它填补了基础物理研究的空白,验证了量子力学的一个重要预测。

更重要的是,该成果为暗物质探测开辟了新途径。

暗物质约占宇宙总质量的27%,但其本质仍是未解之谜。

锦屏地下实验室CDEX项目负责人岳骞表示,轻质量暗物质可能通过米格达尔效应与普通物质发生作用,此次实验为相关探测提供了理论基础和技术示范。

该研究凝聚了国内多家科研机构的力量。

除中国科学院大学外,广西大学负责核心探测器研发,华中师范大学、兰州大学等高校共同参与。

项目获得国家自然科学基金等多个国家级科研计划支持,体现了我国在基础研究领域的持续投入和协同创新优势。

展望未来,这项技术将直接应用于下一代暗物质探测器的研制。

项目骨干郑阳恒教授透露,团队正在将相关技术转化为实用装置。

随着探测精度的提升,科学家有望揭开暗物质的神秘面纱,这对理解宇宙起源和演化具有深远意义。

从提出到被直接观测,米格达尔效应跨越了近一个世纪的时间尺度,最终以清晰的实验图像进入人类对微观世界的“可观测清单”。

它不仅为轻暗物质探测提供了更坚实的物理支点,也再次表明:面向重大科学问题,唯有在关键技术与基础理论之间打通证据链,才能把探索宇宙的“未知”真正转化为可验证、可推进的科研进程。