一项由国内多所高校联合完成的科研成果，近日在国际权威学术期刊《自然》上发表。该研究首次直接观测到米格达尔效应，为轻暗物质探测领域突破技术瓶颈提供了重要实验依据。这一发现证实了80多年前苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔提出的理论预言，填补了相关领域的实验空白。
米格达尔效应描述了原子核在获得能量加速运动时，其内部电场变化会将部分能量转移给核外电子，使电子获得足够能量脱离原子束缚的物理过程。这种能量转移会导致原子核反冲与电子发射形成"共顶点"的带电径迹，该现象自1939年被理论提出以来，始终缺乏直接实验证据。由于中性粒子碰撞过程中是否会产生米格达尔效应长期存疑，相关暗物质探测实验一直面临理论假设缺乏实证支撑的挑战。
研究团队通过自主研制"微结构气体探测器+像素读出芯片"组合装置，成功构建出可捕捉单原子运动过程的超灵敏探测系统。该装置利用紧凑型氘—氘聚变反应加速器产生的中子源轰击气体分子，同时观测到原子核反冲与米格达尔电子形成的特征轨迹。通过精密分析这种"共顶点"轨迹的独特性，科研人员从伽马射线、宇宙射线等背景干扰中准确识别出米格达尔事件，首次直接证实了该效应的存在。
参与研究的专家指出，这项突破不仅验证了量子力学的重要预言，更展示了我国在高品质气体探测技术领域的研发实力。研究采用的探测装置能够以亚毫米级精度记录粒子运动轨迹，其灵敏度达到国际领先水平。实验中使用的气体探测器由广西大学主导研发，华中师范大学、兰州大学等单位参与了关键技术攻关，形成了产学研协同创新的科研模式。
据项目负责人介绍，团队已着手将实验成果应用于下一代暗物质探测器研发。通过优化探测器结构与信号处理算法，未来有望将探测灵敏度提升两个数量级。这项技术突破为探测轻质量暗物质粒子开辟了新路径，使人类探索宇宙奥秘的工具箱中增添了重要仪器。研究过程中获得的国家自然科学基金委创新研究群体项目等资助，为跨学科协同攻关提供了有力保障。
参与研究的南京师范大学团队负责人表示，米格达尔效应的证实为暗物质研究提供了全新视角。该效应的独特信号特征可用于区分暗物质与常规粒子相互作用，有助于解决当前探测实验中背景噪声过大的难题。烟台大学团队开发的像素读出芯片技术，实现了每秒百万次的高速信号采集，为捕捉转瞬即逝的米格达尔事件提供了技术支撑。
