宇宙中有85%的物质是隐形的。这不是比喻。天文学家通过星系的运动、引力透镜效应,确认了一个令人不安的事实:我们能看见的恒星、行星、星云,加起来只占宇宙质量的15%。剩下那些,既不发光也不反光,却实实在在地用引力主宰着星系的命运。科学家给它起了个名字:暗物质。问题是,怎么找到它?过去几十年,全球的物理学家把赌注押在一种叫WIMP的假想粒子上,中文叫“弱相互作用大质量粒子”。中国的盘古实验、意大利的XENON实验,都在地下深处建造了巨型探测器,等着这些粒子撞上来。但等了这么多年,什么都没发生。于是科学界开始调转方向:也许暗物质根本不重,也许它们轻得几乎无法察觉。麻烦来了。如果一个极轻的粒子撞上原子核,产生的反冲能量微弱到传统探测器完全感觉不到。就像用乒乓球砸保龄球,保龄球动都不动一下,你根本不知道发生过碰撞。1939年,苏联物理学家米格达尔想到了一个巧妙的办法。他说,当原子核突然被撞了一下,哪怕反冲很轻微,核外那些电子也会受到牵连。因为原子核的位置瞬间移动了,整个原子内部的电场就会剧烈抖动,有可能把某个电子直接甩出去。这就是米格达尔效应:核受到撞击,电子被弹出。如果这个效应是真的,那么即使暗物质粒子轻得只能给原子核一个轻轻的推搡,被甩出来的电子也能留下明确的信号。问题就从“探测微弱的核反冲”变成了“捕捉飞出的电子”,难度瞬间降低。但这只是理论。将近90年来,没人真正看见过米格达尔效应。不是没人试过。这个效应发生的概率极低,信号又容易被宇宙射线、天然辐射的噪音淹没。几个国际领先团队都尝试过,都空手而归。中国科学院大学牵头的研究团队决定正面硬刚这个难题。他们造了一台“原子照相机”,一个精密到可以追踪单个原子运动轨迹的气体探测器,配合特制的微芯片。然后用中子轰击气体分子,一次又一次,一共分析了超过80万个候选事件。在80万次尝试里,他们找到了6个。这6个信号有个共同特征:每次都能看到两条粒子径迹从同一个点出发,一条是反冲的原子核,一条是被弹出的电子。这正是米格达尔效应的标志性证据。统计显著性达到了5σ,粒子物理学里判定新发现的黄金标准。美国加州大学河滨分校的郁海波教授评价说:“直接观测到米格达尔效应,是国际上公认的长期难题。几个顶尖团队都试过,都没成功。中国团队这次是真正的突破,非常令人兴奋。”这个突破意味着什么?上海交通大学刘江来教授说得直接:“这填补了一个长期存在的实验空白,为寻找轻质量暗物质迈出了关键一步。”因为有了米格达尔效应,探测器理论上可以捕获100%的电子能量。那些原本探测不到的轻质量暗物质粒子,现在有了被发现的可能。89年前的一个预言,如今终于从纸面走进了实验室。而它打开的,可能是通向宇宙85%秘密的那扇门。~~~~~~信源:Difan Yi et al, Direct observation of the Migdal effect induced by neutron bombardment, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09918-8
