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近日，由中國(guó)科學(xué)院大學(xué)主導(dǎo)的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)首次直接觀(guān)測(cè)到米格達(dá)爾（Migdal）效應(yīng)，這一發(fā)現(xiàn)為輕暗物質(zhì)探測(cè)突破閾值瓶頸提供關(guān)鍵支撐。這一成果于北京時(shí)間1月15日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。
“米格達(dá)爾效應(yīng)”由蘇聯(lián)著名物理學(xué)家阿爾卡季?米格達(dá)爾于1939年首次提出，即當(dāng)原子核受到撞擊后，在反沖過(guò)程中會(huì)將部分能量轉(zhuǎn)移給原子核外電子，使電子有概率獲得足夠能量脫離原子束縛，形成帶共同頂點(diǎn)的兩條帶電徑跡。這一過(guò)程可將原本不可探測(cè)的低能量信號(hào)轉(zhuǎn)化為可捕捉的電子信號(hào)。
進(jìn)入21世紀(jì)，科學(xué)家們逐漸意識(shí)到，米格達(dá)爾效應(yīng)可能是突破輕暗物質(zhì)探測(cè)閾值瓶頸的重要路徑之一。自理論預(yù)言提出后的80多年間，始終面臨“理論假設(shè)缺乏實(shí)證支撐”的質(zhì)疑。
研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了“微結(jié)構(gòu)氣體探測(cè)器+像素讀出芯片”組合的超靈敏探測(cè)裝置，相當(dāng)于可拍攝“單原子運(yùn)動(dòng)中釋放電子過(guò)程”的“照相機(jī)”。利用緊湊型氘—氘聚變反應(yīng)加速器中子源，轟擊“照相機(jī)”內(nèi)的氣體分子，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生原子核反沖與米格達(dá)爾電子，二者形成“共頂點(diǎn)”的獨(dú)特軌跡。通過(guò)分析這一特征，團(tuán)隊(duì)首次直接證實(shí)了1939年利用量子力學(xué)預(yù)言的米格達(dá)爾效應(yīng)。
“團(tuán)隊(duì)還將與暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作，將此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果融入下一代探測(cè)器的研發(fā)中。暗物質(zhì)是理解宇宙起源與演化的關(guān)鍵，我們的工作讓人類(lèi)在這場(chǎng)‘宇宙尋寶游戲’中，又靠近目標(biāo)一步?！眻F(tuán)隊(duì)核心成員、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授鄭陽(yáng)恒表示。
據(jù)了解，此次研究工作由中國(guó)科學(xué)院大學(xué)牽頭，廣西大學(xué)負(fù)責(zé)核心探測(cè)器研發(fā)以及提供探測(cè)器測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)，華中師范大學(xué)、蘭州大學(xué)、南京師范大學(xué)、煙臺(tái)大學(xué)合作協(xié)同攻關(guān)。
