量子力学的一项经典预言终于迎来直接实验验证；记者从中国科学院大学获悉，该校科研团队联合国内多所高校，成功观测到米格达尔效应。此结果为基础物理研究及暗物质探测提供了新的实验依据和思路。 米格达尔效应是一项提出已久的理论预言。1939年，苏联科学家Migdal通过量子力学计算指出：当中性粒子与原子核发生碰撞时，反冲原子核可能将部分能量传递给核外电子。具体而言，当原子核因放射性衰变或中性粒子碰撞等原因突然获得能量并加速运动时，其电场会迅速变化，从而把部分能量转移给核外电子，使电子有一定概率获得足够能量挣脱束缚并电离，形成两条具有共同顶点的带电径迹。 长期以来，这一预言缺少直接实验验证。进入21世纪后，科学界逐渐认识到，米格达尔效应可能为降低轻暗物质探测能量阈值提供途径。但在中性粒子碰撞过程中该效应是否真实存在，一直缺乏定论。缺少实证支撑也使部分依赖该效应的暗物质探测方案长期受到质疑，影响了涉及的研究推进。 本次研究团队通过自主研制的探测系统突破了这一难题。他们设计并搭建了超灵敏探测装置，将微结构气体探测器与像素读出芯片结合，可精确记录单个原子过程中电子释放的信号。研究团队利用紧凑型氘-氘聚变反应加速器产生中子源，轰击装置内气体分子，同时产生原子核反冲与米格达尔电子。两者形成的“共顶点”轨迹具有特定几何特征，成为识别米格达尔事件的关键。 通过对该特征的精细分析，研究团队将米格达尔事件从伽马射线、宇宙射线等背景中有效分离出来，首次直接证实了这一提出84年的量子力学预言。该成果不仅具有重要基础科学价值，也为暗物质探测提供了新的实验手段和关键支撑。 暗物质是宇宙中最具未知性的物质形态之一，约占宇宙总质量的85%，但其性质仍未揭示。轻暗物质粒子的探测是物理学前沿的重要方向，而传统探测技术受能量阈值限制，难以捕捉低能量碰撞信号。米格达尔效应的实验确认，为突破这一限制提供了可行路径，有望提升轻暗物质探测的灵敏度。 展望未来，研究团队计划深入优化探测器性能，拓展对不同元素米格达尔效应的观测范围，为更轻质量暗物质粒子的探测积累更多实验数据，为理解宇宙物质构成与揭示暗物质本质提供支撑。
这项跨越八十余年的实验验证，表明了理论与实验的长期接力，也反映了探测技术的持续进步；在暗物质这个重要科学问题的探索中，中国科学家正以原创性成果拓展人类对微观与宇宙的认知边界。随着基础研究能力不断提升，我国在有关前沿领域的参与度和影响力有望深入增强，为破解更多科学问题贡献新的思路与方法。