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登顶《自然》:我国科学家首次直接观测到米格达尔效应

IT 之家 1 月 15 日消息,新华社今天(1 月 15 日)发布博文,报道称由中国科学院大学领衔的科研团队在国际顶级期刊《自然》发表重磅成果:首次直接观测到了 " 米格达尔效应 "。该发现不仅终结了物理学界长达 80 多年的等待,更为人类探索宇宙谜题 " 轻暗物质 ",扫清了关键的理论障碍。

实验中发现的米格达尔效应事例展示。图源:论文配图

IT 之家援引博文介绍," 米格达尔效应 " 由苏联物理学家阿尔卡季 · 米格达尔于 1939 年提出。通俗来说,当一个原子核突然受到撞击并加速(类似 " 急刹车 " 或 " 猛加速 ")后,其内部电场会发生剧烈变化。

这种变化有概率将能量传递给核外电子,导致电子被 " 甩 " 出原子束缚。在微观层面,这表现为原子核的反冲轨迹与逃逸电子的轨迹从同一个点延伸出来,形成独特的 " 共顶点 " 双径迹特征。

我国科研团队为了捕捉这一极其微弱的信号,自主研发了 " 微结构气体探测器 + 像素读出芯片 " 核心装置。中国科学院大学刘倩教授将其比作一台能拍摄单原子运动的高速 " 照相机 "。

探测器结构与工作原理。图源:论文配图

实验中,研究人员利用中子源轰击探测器内的气体分子,并成功从伽马射线、宇宙射线等复杂的背景噪音中,精准识别出了原子核与电子同时产生的 " 共顶点 " 图像,从而确凿地证实了该效应的存在。

这一发现对暗物质研究意义重大。过去几十年,科学家虽然推测利用米格达尔效应可以探测轻质量暗物质,但由于效应本身未被证实,相关实验始终面临 " 理论假设缺乏地基 " 的质疑。

实验装置与布局。图源:论文截图

锦屏 CDEX 暗物质实验负责人岳骞指出,此次成果不仅巩固了理论基础,还验证了国产高精尖气体探测技术的能力,标志着中国在轻暗物质探测领域迈出了坚实一步。

此次研究工作由中国科学院大学牵头,广西大学负责核心探测器研发以及提供探测器测试和验证平台,华中师范大学、兰州大学、南京师范大学、烟台大学合作协同攻关。研究得到国家自然科学基金委创新研究群体项目、国家重点研发项目、广西人才小高地等多个基金的支持。

随着技术的成熟,这项成果将被迅速转化为实际应用。项目骨干郑阳恒教授透露,团队计划将该技术融入下一代暗物质探测器的研发中。

暗物质被视为理解宇宙起源的关键钥匙,而此次对米格达尔效应的直接观测,无疑让人类在这场宏大的 " 宇宙寻宝游戏 " 中,距离揭开谜底的目标又近了一程。

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