在宇宙探索的征程中，一項具有里程碑意義的科研成果近日誕生。由中國科學院大學牽頭，聯合多所高校科研團隊，首次直接觀測到了米格達爾效應，這一突破為輕暗物質探測突破閾值瓶頸提供了關鍵支撐。
米格達爾效應并非新概念，它由蘇聯物理學家阿爾卡季·米格達爾于1939年基于量子力學預言提出。其原理是，當一個原子的原子核突然獲得能量加速運動時，在反沖過程中原子核內部電場會發生變化，部分能量會轉移給核外電子，使電子有概率獲得足夠能量脫離原子束縛，進而形成“共頂點”的兩條帶電徑跡。
進入21世紀，科學家們逐漸發現，米格達爾效應或許是突破輕暗物質探測閾值瓶頸的重要途徑。然而，自理論預言提出后的80多年間，中性粒子碰撞過程中的米格達爾效應是否存在，始終未得到證實。這也讓依賴該效應的暗物質探測實驗，長期面臨“理論假設缺乏實證支撐”的質疑。
為了攻克這一難題，中國科學院大學團隊自主研發了超靈敏探測裝置。該裝置由“微結構氣體探測器+像素讀出芯片”組合而成，如同可拍攝“單原子運動中釋放電子過程”的“照相機”。團隊利用緊湊型氘—氘聚變反應加速器中子源，轟擊“照相機”內的氣體分子。在這個過程中，原子核反沖與米格達爾電子同時產生，二者形成“共頂點”的獨特軌跡。科研人員通過分析這一特征，成功將“米格達爾事件”從伽馬射線、宇宙射線等背景干擾中區分出來，首次直接證實了米格達爾效應。
錦屏CDEX暗物質實驗負責人評價稱，這項成果意義重大。它不僅填補了實驗驗證米格達爾效應的長期空白，鞏固了其理論基礎，還充分展現了國內高品質氣體探測技術的能力，為輕質量暗物質探測的應用邁出了堅實的第一步。
項目骨干成員、中國科學院大學教授鄭陽恒表示，團隊后續將與暗物質探測實驗團隊緊密合作，把此次實驗成果融入下一代探測器的研發中。他提到，暗物質是理解宇宙起源與演化的關鍵，此次研究讓人類在探索宇宙的道路上又前進了一步。
此次研究工作由多所高校協同完成。其中，廣西大學負責核心探測器研發以及提供探測器測試和驗證平臺，華中師范大學、蘭州大學、南京師范大學、煙臺大學參與合作攻關。研究還得到了國家自然科學基金委創新研究群體項目、國家重點研發項目、廣西人才小高地等多個基金的支持。
