1月15日，在北京举行的米格达尔效应学术研讨会上，本项研究自主研发的超灵敏探测装置在会场展示。中新网记者 孙自法 摄

　　这项基础研究领域重大突破成果，由中国科学院大学(国科大)郑阳恒、刘倩团队领衔联合广西大学、华中师范大学等多所高校科研团队共同完成，相关论文北京时间1月15日在国际知名学术期刊《自然》上线发表。研究团队当天在北京举行米格达尔效应学术研讨会，围绕最新发表成果的意义、应用和未来研究规划展开研讨交流。

　　为何选“米格达尔效应”

　　研究团队介绍说，宇宙观测中发现的很多奇异现象都表明，宇宙中隐藏了大量看不见的暗物质，几乎是宇宙物质总量的85%。除了引力外，尽管暗物质粒子直接探测器灵敏度不断提高，但迄今仍未能发现暗物质存在的直接证据。

　　于是，学界也将部分目光转向质量更轻的暗物质，即质量介于兆电子伏特(MeV)到千兆电子伏特(GeV)之间的暗物质粒子的探测工作，其质量区域的实验探测还未受到太阳中微子等本底的严重干扰，仍有显著的探索空间。

　　然而，轻暗物质与普通物质的相互作用极其微弱，所产生的信号用常规探测手段难以捕捉。科学家们将破解这一困境的希望寄托在“米格达尔效应”上。这一量子力学效应由米格达尔于1939年提出，预言当粒子与原子核发生碰撞时，原子核在反冲过程中会将部分能量转移给原子核外电子，使电子有概率获得足够能量脱离原子束缚。这一过程可将原本“不可探测的低能量信号”转化为“可捕捉的电子信号”。

　　“米格达尔效应”可以是突破轻暗物质探测阈值瓶颈的重要路径之一。不过，自理论预言提出后的80多年间，中性粒子碰撞过程中的“米格达尔效应”是否存在，一直未被发现或证实，这使得依赖该效应的暗物质探测实验，始终面临“理论假设缺乏实证支撑”的质疑。

　　研发出超灵敏探测装置

　　在本项研究中，中国科学家团队自主研发出“微结构气体探测器+像素读出芯片”组合的超灵敏探测装置，相当于可拍摄“单原子运动中释放电子过程”的“照相机”。利用紧凑型氘-氘聚变反应加速器中子源，轰击“照相机”内的气体分子，会同时产生原子核反冲与米格达尔电子，二者形成“共顶点”的独特轨迹。

　　通过分析这一特征，研究团队成功将“米格达尔事件”从伽马射线、宇宙射线等背景干扰中区分开来，利用量子力学预言的“米格达尔效应”由此获首次直接证实。