湖北籍学者参与全球量子力学重大发现 首次突破“轻暗物质”探测瓶颈

湖北日报讯 （记者曹俊、汪蕾）一项尘封了87年的量子力学预言，被中国科学家率先解锁。1月15日，国际顶级学术期刊《自然》刊发重磅成果：以中国科学院大学为首，联合广西大学、华中师范大学等单位组成的团队，首次在实验中直接观测到米格达尔效应，为突破轻暗物质探测的阈值瓶颈，迈出关键一步。1月24日，该项目牵头负责人之一、湖北籍中国科学院大学教授刘倩接受湖北日报全媒记者采访。

“暗物质占宇宙物质总量的85%，是21世纪物理学的重大未解之谜。”刘倩介绍，搞懂它，就等于拿到了解开宇宙起源、星系演化等终极谜题的钥匙，米格达尔效应就是解决这道世界级难题的“钥匙”。

什么是米格达尔效应？刘倩比喻，一个人拿着手机走路，被猛地一撞，人没飞出去，手机却甩了出去，“这就是暗物质在起作用。在宇宙微观世界，当中子、暗物质粒子这类中性粒子撞上原子核时，质量大的原子核只会轻微晃一晃，却能通过电场变化，把核外的电子踹出原子。”

1939年，苏联物理学家阿尔卡季·米格达尔首次提出米格达尔效应。此后几十年间，全球顶尖实验室轮番攻关，试图寻找中性粒子碰撞过程中的米格达尔效应，始终没能直接证实。进入21世纪，科学家们意识到，米格达尔效应能把原本微弱到难以捕捉的核反冲信号，转化成可观测的电子信号，堪称轻暗物质探测的“超级放大器”。

如今，刘倩和同伴们靠自主创新的硬核技术解锁这把“钥匙”。刘倩介绍，团队自主研发了一个超灵敏的“精密照相机”，能精准捕捉电子信号的细微变化，再从81万张照片的海量实验数据里“大海捞针”，最终锁定6个高度可信的候选事例。

宜昌夷陵中学2021级毕业学子、中国科学院大学硕士研究生左杰，也见证了这一观测的诞生。他参与对81万张探测图片的数据标记，原本两天的任务，一个通宵完成了。左杰感叹：“对未知世界的探索激励着大家，全然忘却时间。”

1998年，刘倩从枝江一中毕业，考入武汉大学，后保送到中国科学院高能物理研究所攻读博士学位，随后赴美国夏威夷大学从事博士后研究。2011年，刘倩回国，到中国科学院大学任教。多年来，刘倩和同事们不断探索未知世界，尤其是一直“隐身”的暗物质。

“我们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。”刘倩说，“国家的基础科学在不断进步，相信离解开宇宙起源、星系演化的终极谜题，中国人又近了一步。”