近期，由中國科學院大學主導、多所學校參與的科研團隊首次直接觀測到米格達爾效應，這一發(fā)現(xiàn)為輕暗物質(zhì)探測突破閾值瓶頸提供關鍵支撐。上述成果北京時間1月15日在國際學術期刊《自然》上發(fā)表。
米格達爾效應由蘇聯(lián)著名物理學家阿爾卡季·米格達爾于1939年首次提出：一個原子的原子核突然獲得能量加速運動時，原子核在反沖過程中的內(nèi)部電場變化將部分能量轉(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“共頂點”的兩條帶電徑跡。
進入21世紀，科學家們逐漸意識到，米格達爾效應可以是突破輕暗物質(zhì)探測閾值瓶頸的重要路徑之一。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，一直未被發(fā)現(xiàn)或證實，這使得依賴該效應的暗物質(zhì)探測實驗，始終面臨“理論假設缺乏實證支撐”的質(zhì)疑。
據(jù)中國科學院大學教授劉倩介紹，團隊自主研發(fā)了“微結構氣體探測器+像素讀出芯片”組合的超靈敏探測裝置，相當于可拍攝“單原子運動中釋放電子過程”的“照相機”。利用緊湊型氘—氘聚變反應加速器中子源，轟擊“照相機”內(nèi)的氣體分子，會同時產(chǎn)生原子核反沖與米格達爾電子，二者形成“共頂點”的獨特軌跡。通過分析這一特征，團隊成功地將這種“米格達爾事件”從伽馬射線、宇宙射線等背景干擾中區(qū)分開來。首次直接證實了1939年利用量子力學預言的米格達爾效應。
錦屏CDEX暗物質(zhì)實驗負責人岳騫認為，這項成果不僅填補了實驗驗證米格達爾效應的長期空白，鞏固了米格達爾效應的理論基礎，還充分體現(xiàn)了國內(nèi)高品質(zhì)氣體探測技術的能力，為輕質(zhì)量暗物質(zhì)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，團隊還將與暗物質(zhì)探測實驗團隊合作，將此次實驗結果融入下一代探測器的研發(fā)中?！鞍滴镔|(zhì)是理解宇宙起源與演化的關鍵，我們的工作讓人類在這場‘宇宙尋寶游戲’中，又靠近了目標一步?！编嶊柡阏f。
此次研究工作由中國科學院大學牽頭，廣西大學負責核心探測器研發(fā)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、煙臺大學合作協(xié)同攻關。研究得到國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體項目、國家重點研發(fā)項目、廣西人才小高地等多個基金的支持。（農(nóng)冠斌 陳露緣）
（責任編輯：蔡文斌）
晉公網(wǎng)安備 14090202000008號 
