国际权威学术期刊《自然》最新一期发表了一项突破性科研成果：由中国科研团队首次在实验中直接捕捉到中性粒子碰撞场景下的米格达尔效应，为轻暗物质探测开辟了全新路径。这项由中国科学院大学主导，联合广西大学、华中师范大学等单位共同完成的研究，通过创新探测技术将理论预言转化为可观测的物理现象。
米格达尔效应的物理机制可追溯至1939年苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔的理论预言。当原子核因外力作用突然加速时，其内部电场会发生剧烈变化，这种扰动可能将部分能量传递给核外电子。若电子获得足够能量，便会挣脱原子束缚形成自由电子，同时留下具有特定几何特征的带电径迹。该效应理论上可将难以探测的低能核反冲信号转化为可观测的电子信号，但受限于探测技术灵敏度，八十余年来始终未获实验验证。
研究团队突破传统探测方式的技术瓶颈，以广西大学牵头研发的气体像素探测器为核心，构建了超精密观测系统。该探测器历经十余年攻关，于2023年完成最终技术迭代，其空间分辨率达到亚毫米级，时间分辨率突破纳秒量级，能够精准捕捉单个原子运动过程中释放电子的瞬态过程。实验装置通过中子源轰击气体分子，同步触发原子核反冲与米格达尔电子产生，成功记录到两者形成的"共顶点"径迹特征。
项目负责人介绍，实验团队创新性地采用多参数联合分析方法，在海量数据中筛选出符合理论预期的信号特征。研究不仅首次在实验层面证实米格达尔效应的存在，更精确测量了该效应截面与原子核反冲截面的比值参数。这项成果为国际暗物质探测实验提供了关键校准基准，特别是对质量小于10GeV/c²的轻暗物质粒子搜索具有重要指导价值。
该探测装置的研发历程凝聚了多学科交叉研究的智慧结晶。气体像素探测器采用新型微结构设计，通过电场调控实现电子信号的放大与定位，其性能指标达到国际领先水平。实验系统整合了核物理、粒子探测、低温电子学等多个领域的前沿技术，形成了从信号产生到数据采集的完整技术链条，为后续开展更高精度的暗物质探测实验奠定了技术基础。
