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北京时间1月15日，国际顶级学术期刊《自然》发表一项重大突破，由中国科学院大学主导，联合广西大学、华中师范大学等多个单位组成的科研团队，首次直接观测到中子碰撞中的米格达尔效应，这一成果为人类搜寻轻暗物质粒子打开关键突破口。

这一重大发现的背后，离不开广西大学团队研发的高性能“原子照相机”。研究论文的共同第一作者是中国科学院大学与广西大学联合培养的博士研究生易涤凡，广西大学物理科学与工程技术学院院长刘宏邦教授是共同通信作者。

米格达尔效应有多重要

暗物质被称作宇宙的“隐形骨架”，占宇宙物质总量的85%，却因不发光、不参与电磁相互作用，像幽灵般难以捉摸。长期以来，科学家们在暗物质探测领域屡屡碰壁，尤其在轻暗物质（质量介于兆电子伏特至千兆电子伏特区间）探测上，因信号微弱始终难以突破阈值瓶颈。

科学家们认为，破解这一困境的希望，藏在一个80多年前的理论预言里。1939年，苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔提出，当粒子撞击原子核时，原子核反冲过程中会将部分能量传递给核外电子，让电子挣脱原子束缚，形成“共顶点”的两条带电轨迹。这就像人走路绊倒时，身体前倾的同时，口袋里的钥匙被甩出去，原本“不可探测”的低能核反冲信号，就此转化为“可捕捉”的电子信号。

可多年来，中性粒子碰撞场景下的米格达尔效应始终缺乏直接实验证据，让依赖该效应的暗物质探测实验，饱受“理论无实证”的质疑。

此次观测的成功，不仅证实了米格达尔效应的真实性，也为下一步的轻暗物质粒子直接探测提供了坚实的理论基础和探测技术基础，同时还首次测量了该效应截面与原子核反冲截面的比值，为该效应在暗物质实验中的可靠性提供了坚实数据支撑。

广西造“原子相机”立大功

此次实验的成功，离不开一台能“抓拍”原子运动的超灵敏探测装置。而这台被科研人员称为“原子相机”的设备，正是由广西大学团队牵头研发，团队同时还承担了探测器测试和验证平台的搭建工作。

实验中发现的米格达尔效应事例展示。广西大学供图

带领团队的刘宏邦教授也是项目探测组组长，他介绍，这台“相机”本领非凡，凭借极高的空间分辨率和极低噪声水平，能从伽马射线、宇宙射线等复杂背景干扰中，精准锁定原子核反冲与电子脱离形成的独特轨迹，就像在喧闹的人群中一眼认出目标人物。

这项研究和广西的缘分不止于此。中国科学院大学副校长、合作组总协调人郑阳恒教授也与广西有着深厚渊源，他的父亲郑志鹏是广西宁明县人，也是知名粒子物理学家，曾任广西大学校长、中国科学院高能物理研究所所长。郑阳恒介绍，他的父亲一直很支持这项研究，还为他们提出了各种建议，但父亲于2025年底去世，没能看到最终研究结果的发布。刘宏邦是郑阳恒培养的第一位博士生，这份跨越两代人的学术羁绊，为科研攻关提供了强大的凝聚力。

广西团队“十年磨一剑”

广西造的“相机”并非一蹴而就，而是广西大学团队10多年来不断探索的结晶。早在2013年，团队就瞄准X射线偏振探测技术发力，几年后就牵头成立宇宙X射线偏振探测合作组，开启了探测器技术的攻关之路。最初，团队设计尝试了三种不同技术方案，经过了无数次试错、迭代的艰辛，最终才确定采用“气体微通道板+像素芯片读出”的方式，并在2023年研制完成。

“我们每周至少开1到2次组会，遇到问题就随时连线讨论，有时凌晨一点还在开会破解难题。”刘宏邦教授回忆，团队成员曾带着设备在兰州低温环境中连轴转进行调试，有人感冒发烧仍坚守岗位，正是这份执着让技术不断突破。2023年，基于该技术的CXPD01立方星成功发射，完成空间飞行验证。这时，团队意外发现，这套为观测伽马暴等天体现象设计的探测器，其高灵敏二维成像能力与米格达尔效应探测需求高度契合。2025年，CXPD02至04三颗立方星接连升空，持续拓展技术应用边界。

探测器结构与工作原理。广西大学供图

广西大学的科教融合培养模式，则为团队注入了鲜活动力。广西大学副校长、合作组成员梁恩维教授介绍，该校搭建跨学科合作平台，联合其他高校，整合芯片研发、电子学设计等多方资源，形成全链条国产化研发体系；同时，学校设立集成电路相关本科及硕士专业，让学生深度参与科研项目，在实践中锤炼本领，形成了“老中青结合、以青年为骨干”的科研梯队。

科研路上有青春的坚守

作为论文的共同第一作者，中国科学院大学与广西大学联合培养的博士生易涤凡，全程参与了探测器优化、实验实施和数据分析。易涤凡说：“最难忘的是在兰州的实验室，大家调试了一个星期的仪器之后，挤在实验室旁边一间小小的观测室，一起盯着屏幕，当第一条清晰轨迹出现时，我们一起欢呼鼓掌。”易涤凡说，科研虽有枯燥和挫折，但攻克难题后的幸福感，是任何奖励都无法替代的。

2025年底，中国科研团队部分成员合影，第二排右二为易涤凡 ，第一排左二为刘宏邦。受访者供图

刘宏邦教授则对团队里的年轻人赞不绝口：“我们是一个平均年龄30岁以下的团队，年轻人总能带来惊喜。他们主动引入人工智能技术处理数据，用创新思路破解难题，是这项成果的重要功臣。”刘宏邦教授介绍，团队还给自己取了“Marvel”的名字，这既是某知名漫画公司的名字，也有“不平凡的成果”的含义，他自己也很喜欢这个展现了他们科研人浪漫的名字。

目前，团队已开启新一轮攻关计划。“我们现在只是解决了‘有没有’的问题，接下来要拓展对不同元素的米格达尔效应观测，优化探测器性能，还要和暗物质探测团队合作，将成果融入下一代探测器研发。”刘宏邦表示，未来团队将继续深耕高端探测技术，力争在轻暗物质探测、中微子探测等领域取得更多突破，让广西科研力量在国际前沿舞台持续发声。