<p>中國科學家首次直接觀察到一種量子效應，該效應在近 90 年前被提出，並可能有助於探測暗物質，這種宇宙中不可見的 “膠水”。\n 蘇聯物理學家阿卡迪·米格達爾（Arkady Migdal）在 1939 年於列寧格勒提出了一種理論，探討當中性粒子（如暗物質）與原子核碰撞時會發生什麼。\n 米格達爾認為，碰撞會導致原子核反衝，並觸發二次電子反衝，從而產生可檢測的信號。\n 然而，87 年來這一理論一直未得到直接證實，直到由中國科學院大學（UCAS）研究人員領導的團隊使用尖端設備直接觀察到了米格達爾效應。\n“暗物質是宇宙中一種不可見但具有引力相互作用的成分，仍然是現代物理學中最深刻的未解之謎之一，” 該團隊在週三發表在同行評審期刊《自然》上的論文中寫道。\n 該團隊表示，關於米格達爾效應與暗物質探測相關的理論討論可以追溯到 2000 年代中期。\n“然而，超過 80 年來，米格達爾效應在中性粒子碰撞中的直接實驗確認從未實現，” 論文的通訊作者、UCAS 教授鄭揚恆在官方報紙《科技日報》中表示。\n 這導致了對依賴米格達爾效應的實驗中理論假設缺乏實驗支持的 “持續質疑”，鄭補充道。\n“在這項研究中，我們展示了中子 - 原子核散射中米格達爾效應的直接證據——這一現象在 80 多年前就已被預測，但直到現在才以超過 5 個西格瑪的統計顯著性得到確認，” 中國團隊表示。\n 五個西格瑪是一個標準統計閾值，表明觀察結果不是假陽性的高置信度。\n“通過驗證米格達爾效應，我們填補了對基本相互作用科學理解中的一個長期空白，併為輕暗物質的探測提供了一種潛在的方法，” 研究人員表示。\n 研究團隊開發了一種氣體像素探測器，旨在高精度成像核反衝和米格達爾電子軌跡，使用 40% 氦和 60% 二甲醚的混合物作為成像介質。\n 中子發生器轟擊氣體混合物以誘導米格達爾效應，該效應被電荷敏感像素陣列芯片捕獲。\n 團隊表示，同時觀察到反衝核和米格達爾電子是確認該效應所必需的。\n 在收集了大約 150 小時的數據後，他們記錄了超過 100 個事件，並將其縮小到符合選擇標準的六個候選事件。\n“這一結果為核物理和粒子物理建立了一個重要基準，為未來的理論和實驗研究提供了實驗基礎，” 團隊表示。\n 該團隊還包括來自華中師範大學、廣西大學、蘭州大學、南京師範大學和煙台大學的研究人員，他們表示，未來的工作可以基於他們的發現開發更精細的探測策略。\n 據歐洲核子研究組織的説法，暗物質被認為佔宇宙的 27%，而可見物質（包括所有的星星和行星）僅佔 5%。其餘的宇宙被認為由暗能量組成。\n\n\n 與普通物質不同，暗物質不發射、吸收或反射任何光，因此只能通過其對星系和恆星的引力來探測。沒有這種額外的引力，星系將會分崩離析，這使得暗物質被描述為宇宙的膠水。\n 理解暗物質將徹底改變我們對宇宙的理解，但科學家們尚未直接探測到暗物質粒子。\n 之前對暗物質的搜索集中在大質量粒子上，儘管這些實驗並未產生確鑿的證據。\n 搜索最近轉向輕粒子，這些粒子的質量較輕。\n 這些粒子在實驗中會留下非常微弱的信號，因此需要增強的探測靈敏度和放大的信號。米格達爾效應提供了一條實現這一目標的途徑。\n</p>

<p>中國科學家對米格達爾效應進行了開創性的觀察，這是一種近 90 年前提出的量子現象，可能有助於探測暗物質。該效應由阿卡迪·米格達爾於 1939 年提出，涉及中性粒子與原子核的碰撞，從而產生可檢測的信號。來自中國科學院大學的研究團隊通過實驗確認了這一效應，為未來關於暗物質的研究建立了重要基準，暗物質約佔宇宙的 27%。他們的發現可能增強對輕暗物質粒子的探測策略</p>

<p>Chinese scientists have made the first direct observation of a quantum effect that was proposed almost 90 years ago and could help detect dark matter, the universe’s invisible “glue”.\nSoviet physicist Arkady Migdal developed a theory in Leningrad in 1939 about what would happen when a neutral particle – such as dark matter – collided with an atomic nucleus.\nMigdal believed that the collision would cause the nucleus to recoil and trigger a secondary electronic recoil, generating a detectable signal.\nBut for 87 years it remained purely theoretical until the team led by researchers from the University of the Chinese Academy of Sciences (UCAS) directly observed the Migdal effect using cutting-edge equipment.\n“Dark matter, an invisible yet gravitationally interacting component of the universe, remains one of the most profound unsolved mysteries in modern physics,” the team wrote in a paper published in the peer-reviewed journal Nature on Wednesday.\nThe team said theoretical discussions of the Migdal effect in relation to dark matter detection dated back to the mid-2000s.\n“However, for more than 80 years, the Migdal effect in neutral particle collisions had never been directly confirmed by experiments,” Zheng Yangheng, corresponding author of the paper and a professor at UCAS, told the official newspaper Science and Technology Daily.\nThis has led to an “ongoing questioning” of the lack of experimental support behind the theoretical assumptions made in experiments that relied on the Migdal effect, Zheng added.\n“In this study, we present the direct evidence of the Migdal effect in neutron-nucleus scattering – a phenomenon predicted more than 80 years ago but confirmed only now with a statistical significance exceeding 5 sigma,” the Chinese team said.\nFive sigma is a standard statistical threshold that indicates a high level of confidence that the observed result is not a false positive.\n“By validating the Migdal effect, we address a long-standing gap in the scientific understanding of fundamental interactions and offer a potential approach for the detection of light dark matter,” the researchers said.\nThe research team developed a gaseous pixel detector designed for the high-precision imaging of nuclear recoil and Migdal electron tracks, using a mixture of 40 per cent helium and 60 per cent dimethyl ether as an imaging medium.\nA neutron generator bombarded the gas mixture to induce the Migdal effect, which was captured by a charge-sensitive pixel array chip.\nThe simultaneous observation of the recoil nucleus and Migdal electron was necessary to confirm the effect, the team said.\nAfter collecting data for around 150 hours, they recorded more than 100 events, which they then narrowed down to six candidate events that met their selection criteria.\n“This result establishes a crucial benchmark for nuclear and particle physics, providing an experimental foundation for future theoretical and experimental investigations,” the team said.\nThe team – which also included researchers from Central China Normal University, Guangxi University, Lanzhou University, Nanjing Normal University and Yantai University – said future work could build on their findings to develop refined detection strategies.\nDark matter is thought to make up 27 per cent of the universe, compared with only 5 per cent for visible matter – which includes all the stars and planets. The rest of the universe is thought to be composed of dark energy, according to the European Organisation for Nuclear Research.\n\n\nUnlike ordinary matter, dark matter does not emit, absorb or reflect any light, making it detectable only through its gravitational pull on galaxies and stars. Without this added gravity, galaxies would fly apart, which has seen dark matter described as a cosmic glue.\nUnderstanding dark matter would revolutionise our understanding of the universe, but scientists have yet to directly detect a dark matter particle.\nPrevious searches for dark matter have focused on massive particles, though these experiments have not yielded conclusive evidence.\nThe search has recently shifted to light particles, which have lighter masses.\nThese particles would leave very faint signals experimentally, requiring enhanced detection sensitivity and an amplified signal. The Migdal effect offers an avenue to achieve this.\n</p>
<div class="lb-trans"><p>中國科學家首次直接觀察到一種量子效應，該效應在近 90 年前被提出，並可能有助於探測暗物質，這種宇宙中不可見的 “膠水”。\n 蘇聯物理學家阿卡迪·米格達爾（Arkady Migdal）在 1939 年於列寧格勒提出了一種理論，探討當中性粒子（如暗物質）與原子核碰撞時會發生什麼。\n 米格達爾認為，碰撞會導致原子核反衝，並觸發二次電子反衝，從而產生可檢測的信號。\n 然而，87 年來這一理論一直未得到直接證實，直到由中國科學院大學（UCAS）研究人員領導的團隊使用尖端設備直接觀察到了米格達爾效應。\n“暗物質是宇宙中一種不可見但具有引力相互作用的成分，仍然是現代物理學中最深刻的未解之謎之一，” 該團隊在週三發表在同行評審期刊《自然》上的論文中寫道。\n 該團隊表示，關於米格達爾效應與暗物質探測相關的理論討論可以追溯到 2000 年代中期。\n“然而，超過 80 年來，米格達爾效應在中性粒子碰撞中的直接實驗確認從未實現，” 論文的通訊作者、UCAS 教授鄭揚恆在官方報紙《科技日報》中表示。\n 這導致了對依賴米格達爾效應的實驗中理論假設缺乏實驗支持的 “持續質疑”，鄭補充道。\n“在這項研究中，我們展示了中子 - 原子核散射中米格達爾效應的直接證據——這一現象在 80 多年前就已被預測，但直到現在才以超過 5 個西格瑪的統計顯著性得到確認，” 中國團隊表示。\n 五個西格瑪是一個標準統計閾值，表明觀察結果不是假陽性的高置信度。\n“通過驗證米格達爾效應，我們填補了對基本相互作用科學理解中的一個長期空白，併為輕暗物質的探測提供了一種潛在的方法，” 研究人員表示。\n 研究團隊開發了一種氣體像素探測器，旨在高精度成像核反衝和米格達爾電子軌跡，使用 40% 氦和 60% 二甲醚的混合物作為成像介質。\n 中子發生器轟擊氣體混合物以誘導米格達爾效應，該效應被電荷敏感像素陣列芯片捕獲。\n 團隊表示，同時觀察到反衝核和米格達爾電子是確認該效應所必需的。\n 在收集了大約 150 小時的數據後，他們記錄了超過 100 個事件，並將其縮小到符合選擇標準的六個候選事件。\n“這一結果為核物理和粒子物理建立了一個重要基準，為未來的理論和實驗研究提供了實驗基礎，” 團隊表示。\n 該團隊還包括來自華中師範大學、廣西大學、蘭州大學、南京師範大學和煙台大學的研究人員，他們表示，未來的工作可以基於他們的發現開發更精細的探測策略。\n 據歐洲核子研究組織的説法，暗物質被認為佔宇宙的 27%，而可見物質（包括所有的星星和行星）僅佔 5%。其餘的宇宙被認為由暗能量組成。\n\n\n 與普通物質不同，暗物質不發射、吸收或反射任何光，因此只能通過其對星系和恆星的引力來探測。沒有這種額外的引力，星系將會分崩離析，這使得暗物質被描述為宇宙的膠水。\n 理解暗物質將徹底改變我們對宇宙的理解，但科學家們尚未直接探測到暗物質粒子。\n 之前對暗物質的搜索集中在大質量粒子上，儘管這些實驗並未產生確鑿的證據。\n 搜索最近轉向輕粒子，這些粒子的質量較輕。\n 這些粒子在實驗中會留下非常微弱的信號，因此需要增強的探測靈敏度和放大的信號。米格達爾效應提供了一條實現這一目標的途徑。\n</p>
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中國科學家在近 90 年後可能找到了暗物質的關鍵