中国科学家证实87年前量子力学预言 首次直接观测到米格达尔效应

快科技1月15日消息，据央视新闻报道，日前，中国科学院大学科研团队与多所高校联合，首次直接观测到量子力学预言的米格达尔（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通过量子力学计算，预言当中性粒子与原子核碰撞时，反冲原子核将部分能量传递给核外电子，使电子可能脱离原子核束缚。

这一过程可将原本难以探测的微弱信号转化为可观测的电信号，为捕捉轻暗物质提供可能。

米格达尔效应被认为是突破轻暗物质探测能量阈值的关键理论路径。

但自理论预言提出后的80多年间，中性粒子碰撞过程中的米格达尔效应是否存在，一直未被发现或证实。

这也使得依赖该效应的暗物质探测实验，始终面临理论假设缺乏实验支撑的质疑。

探测器结构与工作原理

该研究团队自主研发了“微结构气体探测器+像素读出芯片”组合的超灵敏探测装置，相当于可拍摄“单原子运动中释放电子过程”的“照相机”。

实验装置与布局

利用紧凑型氘-氘聚变反应加速器中子源，轰击“照相机”内的气体分子，会同时产生原子核反冲与米格达尔电子，二者形成“共顶点”的独特轨迹。

通过分析这一特征，团队成功地将这种“米格达尔事件”从伽马射线、宇宙射线等背景干扰中区分开来，首次直接证实了1939年利用量子力学预言的米格达尔效应。