近日，由中国科学院大学主导的联合科研团队首次直接观测到米格达尔（Migdal）效应，相关成果于1月15日发表在《自然》正刊。该研究不仅展现出我国高品质气体探测技术的卓越水平，更为轻质量暗物质探测突破阈值瓶颈提供了关键支撑。

实验中发现的米格达尔效应事例展示

　　暗物质与暗能量被视作本世纪物理领域的重大谜题，其探索将推动人类对物质世界的革命性认知。但轻质量暗物质与普通物质的相互作用极弱，常规探测手段难以捕捉其信号。科学家们将破解这一困境的希望寄托在米格达尔效应上。

　　该理论由苏联著名物理学家阿尔卡季・米格达尔于1939年首次提出，即当原子核受到撞击后，在反冲过程中会将部分能量转移给原子核外电子，使电子有概率获得足够能量脱离原子束缚，形成带共同顶点的两条带电径迹。这一过程可将原本不可探测的低能量信号转化为可捕捉的电子信号。

　　然而，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“理论假设缺乏实证支撑”的质疑。

实验装置与布局

　　在该项目中，科研团队自主研发了“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”。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。

　　研究团队通过数据采集，从81.7万个候选事件中精准筛选出6个“米格达尔事件”，统计显著性超5个标准差，符合粒子物理领域“发现”的黄金标准，彻底打消了学界对中性粒子碰撞中米格达尔效应存在的质疑。

　　此次实测数据可直接用于优化探测器设计、提升信号识别精度，为米格达尔效应的深入研究与广泛应用打开了全新窗口。中国科学院大学教授刘倩介绍，未来团队计划进一步优化探测器的性能，拓展对不同元素的米格达尔效应的观测，为更轻质量的暗物质粒子探测提供数据支持。

探测器结构与工作原理

　　“暗物质是理解宇宙起源与演化的关键，我们的工作让人类在这场‘宇宙寻宝游戏’中又靠近了目标一步。”中国科学院大学教授郑阳恒表示，团队后续还将与暗物质探测实验团队合作，把此次成果融入下一代探测器的研发中。