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中國科學(xué)家證實(shí)87年前量子力學(xué)預(yù)言 突破暗物質(zhì)探測瓶頸

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2026-01-15 19:54:22  光明網(wǎng)

中國科學(xué)院大學(xué)主導(dǎo)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的專用氣體探測器和像素讀出芯片，首次在實(shí)驗(yàn)中直接觀測到中子與原子核碰撞過程中的米格達(dá)爾效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)了87年前的量子力學(xué)預(yù)言，也為搜尋宇宙中更輕的暗物質(zhì)粒子提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》雜志。

米格達(dá)爾效應(yīng)由蘇聯(lián)物理學(xué)家阿爾卡季·米格達(dá)爾于1939年提出，描述了一種量子現(xiàn)象：當(dāng)粒子撞擊原子核時(shí)，可能將部分能量傳遞給核外電子，使電子脫離原子核束縛。這一過程可將原本難以探測的微弱信號轉(zhuǎn)化為可觀測的電信號，為捕捉輕暗物質(zhì)提供了可能。

長期以來，中性粒子碰撞中的米格達(dá)爾效應(yīng)一直未被實(shí)驗(yàn)直接證實(shí)，這使得依賴該效應(yīng)的暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)面臨理論假設(shè)缺乏實(shí)驗(yàn)支撐的質(zhì)疑。在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)成功捕捉到中子與原子核作用時(shí)出現(xiàn)的米格達(dá)爾效應(yīng)事例，統(tǒng)計(jì)顯著性超過5倍標(biāo)準(zhǔn)差，達(dá)到物理學(xué)“發(fā)現(xiàn)”標(biāo)準(zhǔn)，并且精準(zhǔn)測量出了米格達(dá)爾效應(yīng)截面與原子核反沖截面的比值。

這項(xiàng)研究突破了輕暗物質(zhì)探測中長期存在的閾值瓶頸，未來國際暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)可以利用該效應(yīng)提升信號識(shí)別精度，擴(kuò)展暗物質(zhì)探測區(qū)間。

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