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國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》1月15日重磅刊發(fā)一項(xiàng)世界級(jí)突破性成果——由中國(guó)科學(xué)院大學(xué)主導(dǎo)、廣西大學(xué)等多單位聯(lián)合攻關(guān)，成功在實(shí)驗(yàn)中首次直接證實(shí)中性粒子碰撞場(chǎng)景下的米格達(dá)爾效應(yīng)。這是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)物理領(lǐng)域取得的重要突破，為人類(lèi)捕捉輕暗物質(zhì)點(diǎn)亮“指路燈”，而撐起這項(xiàng)突破的核心，正是一款自主研發(fā)的“廣西造”探測(cè)器。
1月16日，在廣西大學(xué)米格達(dá)爾效應(yīng)探測(cè)研討會(huì)上，項(xiàng)目合作組專(zhuān)家介紹，暗物質(zhì)是占宇宙總質(zhì)量85%、總能量密度26.8%的神秘存在，不發(fā)光、不參與電磁相互作用，卻主導(dǎo)著宇宙星系的形成與引力平衡，是現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域懸而未決的核心謎題。全球超50個(gè)頂尖實(shí)驗(yàn)室致力于尋找暗物質(zhì)直接證據(jù)，其中質(zhì)量介于10兆電子伏特至100千兆電子伏特之間的輕暗物質(zhì)，因宇宙豐度高、受宇宙射線(xiàn)干擾較小成為研究熱點(diǎn)，但現(xiàn)有探測(cè)設(shè)備閾值普遍在千電子伏特級(jí)別，難以捕捉其微弱信號(hào)，這一瓶頸已制約研究近30年。
早在1939年，蘇聯(lián)著名物理學(xué)家阿爾卡季·米格達(dá)爾就提出了一種關(guān)鍵物理機(jī)制——米格達(dá)爾效應(yīng)，描述了原子核受擾動(dòng)反沖時(shí)，原子內(nèi)層電子會(huì)產(chǎn)生非絕熱響應(yīng)并被激發(fā)或電離，能將“不可探測(cè)”的低能核反沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為“可觀(guān)測(cè)”的電子信號(hào)，被視為突破輕暗物質(zhì)探測(cè)瓶頸的核心路徑。但80多年來(lái)，由于信號(hào)極其微弱、軌跡難以捕捉，中性粒子碰撞場(chǎng)景下的這一效應(yīng)始終缺乏直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
破解這一世界難題的關(guān)鍵，是超靈敏核心探測(cè)設(shè)備——?dú)怏w微通道板像素探測(cè)器，由廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院劉宏邦教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研單位歷經(jīng)12年攻關(guān)主導(dǎo)研制，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，在實(shí)驗(yàn)中可利用中子源轟擊“照相機(jī)”內(nèi)的氣體分子，同時(shí)產(chǎn)生原子核反沖與米格達(dá)爾電子，成功“抓拍”到二者形成的“共頂點(diǎn)”獨(dú)特軌跡，驗(yàn)證了米格達(dá)爾效應(yīng)，這款“廣西造”神器成為本次實(shí)驗(yàn)的核心探測(cè)部件。
