米格达尔效应:粒子物理实验前沿的自主研发能力很强

最近,中国科学院大学、广西大学、华中师范大学、兰州大学、南京师范大学还有烟台大学联合组成了一个科研团队,大家一起努力攻关,终于在1月15日把米格达尔效应给观测到了。这个效应是苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔在1939年提出来的,他说了一个挺奇妙的事情:原子核被粒子撞了以后反弹出去,这部分能量不只是自己带着跑,还有可能通过电磁作用给原子核外的电子分享一些能量。如果电子拿到了足够的能量,就能挣脱束缚跑出来,这个时候就能看到原子核和电子的径迹是从同一个地方开始的。 这个发现可是个大新闻,因为以前一直没人亲眼见过这种现象。米格达尔效应的好处在于,它能把原本很难察觉的原子核反冲信号转化为更容易捕捉的电子信号,这样就给探测那些很微弱相互作用的东西打开了一个新的窗口。特别是对于研究质量小的“轻暗物质”,这个效应被认为是突破探测瓶颈的重要方法之一。不过之前因为这个过程发生的概率太低、信号太弱,一直没有决定性的实验证据。 为了搞清楚这一点,中国团队想出了个新招:他们造了个超高精度和超高灵敏度的探测装置。这个装置像是一台超级照相机,能把原子尺度上的物理过程拍下来。然后他们用中子源去轰击探测器里的工作气体。结果发现了有共顶点特征的电子径迹,经过数据分析排除了背景干扰后,终于证实了这就是米格达尔效应长期预言的特征。 中国科学院大学教授郑阳恒说:“这项工作成功回应了一个基础物理预言等了八十多年的等待。它不仅验证了量子力学在极端微观过程中的深刻性,还为设计下一代暗物质探测器提供了关键数据。”团队现在已经开始和相关实验团队合作,把这次的测量结果融入未来探测器的研发中去。 这个突破说明中国在粒子物理实验前沿的自主研发能力很强。从提出理论到实验证实花了八十多年时间,最后是中国科研团队把这个句号给画上了。这次的研究不仅解决了一个基础物理难题,也为探索占宇宙四分之一质能的暗物质奥秘架起了桥梁。人类对宇宙奥秘的追问永远不会停止,中国科学家正在用实际行动在这场“宇宙寻宝”之旅中留下创新的足迹。