中國(guó)科學(xué)家證實(shí)量子力學(xué)預(yù)言 突破暗物質(zhì)探測(cè)瓶頸
中國(guó)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(cè)器和像素讀出芯片，首次在實(shí)驗(yàn)中直接觀測(cè)到中子與原子核碰撞過(guò)程中的米格達(dá)爾效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)了87年前量子力學(xué)的預(yù)言，還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)研究成果已發(fā)表于《自然》雜志。
蘇聯(lián)物理學(xué)家阿爾卡季·米格達(dá)爾于1939年提出米格達(dá)爾效應(yīng)，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(guò)程可將原本難以探測(cè)的微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化為可觀測(cè)的電信號(hào)，為捕捉輕暗物質(zhì)提供了可能。
鄭陽(yáng)恒教授指出，米格達(dá)爾效應(yīng)被認(rèn)為是突破輕暗物質(zhì)探測(cè)能量閾值的關(guān)鍵理論路徑。然而，80多年來(lái)，中性粒子碰撞中的米格達(dá)爾效應(yīng)始終未被實(shí)驗(yàn)直接證實(shí)，這使得依賴該效應(yīng)的暗物質(zhì)探測(cè)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(guò)5倍標(biāo)準(zhǔn)差，達(dá)到物理學(xué)“發(fā)現(xiàn)”標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，他們精準(zhǔn)測(cè)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(cè)中長(zhǎng)期存在的閾值瓶頸，未來(lái)國(guó)際暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)可以利用該效應(yīng)提升信號(hào)識(shí)別精度，擴(kuò)展暗物質(zhì)探測(cè)區(qū)間。
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