中国科学家成功验证87年前量子力学预言，首次直接观测到米格达尔效应

据央视新闻消息，近日，中国科学院大学的科研团队携手多所高校合作，首次直接观测到了量子力学所预言的米格达尔（Migdal）效应。

这一发现为轻暗物质探测突破阈值瓶颈提供了关键支撑，相关成果已在国际学术期刊《自然》发表。

据了解，米格达尔效应是1939年苏联科学家Migdal借助量子力学计算所预言的一种现象：当存在中性粒子与原子核发生碰撞的情况时，反冲原子核会把一部分能量传递给核外电子，这就有可能让电子摆脱原子核的束缚。

这一过程能够把原本不易探测的微弱信号转变为可以观测的电信号，从而为捕捉轻暗物质创造了条件。

米格达尔效应被视作突破轻暗物质探测能量阈值的关键理论途径。

然而，自理论预言提出后的八十余年间，中性粒子碰撞过程中的米格达尔效应是否真实存在，始终未能得到发现与证实。

这也让依赖该效应开展的暗物质探测实验，一直面临理论假设缺少实验依据的质疑。

探测器结构与工作原理

该研究团队自主研发出由“微结构气体探测器”与“像素读出芯片”组合而成的超灵敏探测装置，这一装置就如同能够拍摄“单原子运动时释放电子过程”的“照相机”。

实验装置与布局

通过紧凑型氘-氘聚变反应加速器中子源轰击“照相机”内部的气体分子时，会同步生成原子核反冲与米格达尔电子，这两种粒子会形成具有“共顶点”特征的独特轨迹。

通过对这一特征的分析，团队成功地把这种“米格达尔事件”从伽马射线、宇宙射线等背景干扰里分辨出来，首次直接验证了1939年借助量子力学所预言的米格达尔效应。