科学家证实87年前量子力学预言 米格达尔效应终获实验证实

中国科学院大学主导的联合研究团队利用自主研发的专用气体探测器和像素读出芯片，首次在实验中直接观测到中子与原子核碰撞过程中的米格达尔效应。这一发现不仅证实了87年前的量子力学预言，还为搜寻宇宙中更轻的暗物质粒子提供了关键实验依据。相关研究成果已发表于《自然》杂志。

苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔于1939年提出米格达尔效应，描述了一种量子现象：粒子撞击原子核时，可能把部分能量传递给核外的电子，使得电子可能脱离原子核束缚。这一过程可将原本难以探测的微弱信号转化为可观测的电信号，为捕捉轻暗物质提供了可能。

论文通讯作者、中国科学院大学教授郑阳恒表示，米格达尔效应被认为是突破轻暗物质探测能量阈值的关键理论路径。然而，在过去的80多年里，中性粒子碰撞中的米格达尔效应始终未被实验直接证实，这也使得依赖该效应的暗物质探测实验面临理论假设缺乏实验支撑的质疑。

在这项研究中，研究团队成功捕捉到中子与原子核作用时出现的米格达尔效应事例，统计显著性超过5倍标准差，达到物理学“发现”标准。同时，他们还精准测量出了米格达尔效应截面与原子核反冲截面的比值。这项研究突破了轻暗物质探测中长期存在的阈值瓶颈，未来国际暗物质探测实验可以利用该效应提升信号识别精度，扩展暗物质探测区间。