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直击轻暗物质探测关键 我国科研团队首次观测到米格达尔效应

作者:周仕兴 黄心晨     编辑:黎锦     来源:光明日报客户端   发表于: 2026-01-18 11:40  点击:

https://app.guangmingdaily.cn/as/opened/n/3642c7ad69e1438cb8c19a31fddfa5e3


1月15日,国际学术期刊《自然》正刊发表一项里程碑式成果:由中国科学院大学牵头,广西大学等多所高校联合组成的科研团队,在基础实验物理领域首次直接观测到中子轰击原子核引发的米格达尔效应。这一突破填补了该效应长期的实验验证空白,为轻暗物质探测突破阈值瓶颈提供了坚实的科学依据与关键技术支撑。


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暗物质占据宇宙约85%的质量,其探测是现代物理学和宇宙学的核心难题。此前全球学界聚焦大质量暗物质粒子探测未获直接证据,近年来,质量介于兆电子伏特至千兆电子伏特的轻暗物质成为研究热点。

1939年,苏联理论物理学家阿尔卡季·米格达尔提出米格达尔效应,该效应描述了原子核受扰动反冲时,核外电子通过非绝热效应被电离的物理过程,被视为突破轻暗物质探测阈值的关键机制,但长期缺乏直接实验证实。

为破解这一难题,联合团队创新性构建中子束流实验体系,结合高颗粒度二维像素探测技术,历时约150小时实验,从近百万个事件中筛选出6个符合标准的候选事件。实验结果统计显著性超过5个标准差,达到粒子物理领域“发现”的公认标准,同时精确测量出米格达尔效应截面与原子核反冲截面的比值,与理论预测在误差范围内高度一致。


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此次突破的关键技术支撑,来自广西大学牵头研发的国产化气体像素探测器。该探测器源于CXPD合作组十余年宽视场X射线偏振探测技术积累,具备超低能阈、高空间分辨率和优异的二维成像能力,能精准区分极低能电子信号与复杂本底,其核心探测器、读出电子学、像素芯片及数据处理方法均实现自主研发与国产化,形成完整可控的技术链条。

1月16日,广西大学举办“米格达尔效应探测技术”研讨会,近百名来自多所科研院校的师生参会,围绕探测器技术优化、轻暗物质探测应用等议题展开深入研讨。


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中国科学院大学副校长郑阳恒表示,此项成果填补了实验验证空白,广西大学团队在核心探测器研发方面的自主实力,为整个研究的突破提供了重要保障。

广西大学校副校长梁恩维认为,这项成果不仅是基础物理的重大发现,更为轻暗物质粒子直接探测奠定基础,彰显了我国在高端探测器核心技术自主研发领域的原创能力与国际竞争力。

据悉,论文通信作者、广西大学物理科学与工程技术学院院长刘宏邦教授带领团队,实现了探测器技术从空间天文到基础物理的跨界跨越。中国科学院大学教授刘倩在实验设计与数据分析中发挥重要作用。中国科学院大学和广西大学联合培养博士研究生易涤凡担任论文第一作者,全程参与实验实施与数据处理,成为科教融合培养拔尖创新人才的生动例证。


编辑:黎锦

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