中国科学家证实80多年前量子力学预言 助力暗物质探测

【本报讯】中国科学家最近基于创新研发的超灵敏探测装置，在国际上首次直接观测到“米格达尔效应”事例，也首次证实了苏联物理学家阿尔卡季・米格达尔（Arkady Migdal）80多年前提出的量子力学理论预言，有望为暗物质探测研究打开一扇重要窗口。

中新社15日报道，这项基础研究领域重大突破成果，由中国科学院大学郑阳恒、刘倩团队领衔联合中国多所高校科研团队共同完成，相关论文于北京时间15日凌晨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，围绕最新发表成果展开研讨交流。

1月15日，米格达尔效应学术研讨会在北京举行，本项研究成功研发的超灵敏探测装置相关组件在会场展示。（图片来源：中新社）

1939年提出的“米格达尔效应”，被认为是突破轻暗物质探测阈值瓶颈的重要路径之一。不过，该理论预言提出以来，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。

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”。利用该装置经过约150小时的数据采集，研究团队从81.7万个候选事件中精准筛选出6个符合“米格达尔效应”特征的“米格达尔事例”，这一量子力学预言由此首次获得直接证实。

进一步数据分析表明，这6个“米格达尔事例”的统计显著性超过5个标准差，意味着观测结果由偶然因素导致的概率低于千万分之一，彻底打消了学界对中性粒子碰撞中“米格达尔效应”存在的质疑。

研究团队认为，这6个“米格达尔事例”信号的发现与确认不仅证实了“米格达尔效应”的存在，更像一把“校准标尺”，为未来轻暗物质探测实验提供了关键依据。

刘倩透露，未来，研究团队计划进一步优化探测器的性能，拓展对不同元素的“米格达尔效应”的观测，为更轻质量的暗物质粒子探测提供数据支持。

郑阳恒表示，研究团队还将与暗物质探测实验团队合作，将此次实验结果融入下一代探测器的研发中。“暗物质是理解宇宙起源与演化的关键，我们的工作让人类在这场‘宇宙寻宝游戏’中又靠近了目标一步”。（完）