兰州大学参与完成的“中子轰击导致的米格达尔（Migdal）效应直接观测”成果在《Nature》期刊发

近日，中国科学院大学牵头、兰州大学、广西大学、华中师范大学、南京师范大学、烟台大学等单位共同协作，在国际上首次成功实现了对前苏联科学家于80余年前预言的“米格达尔（Migdal）效应”的直接实验观测，成果已于2026年1月15日在国际顶级学术期刊《自然》上正式发表。兰州大学完成人（文章署名）包括：姚泽恩教授、张宇教授、韦峥教授、王俊润高级工程师、李培荣教授。

实验直接观测发现的米格达尔效应事例

1939年苏联科学家阿尔卡季·米格达尔基于量子力学理论预言了“Migdal效应”米格达尔效应，即一个原子的原子核突然获得能量加速运动时，原子核在反冲过程中的内部电场变化将部分能量转移给原子核外电子，使电子有概率获得足够能量脱离原子束缚，形成“共顶点”的两条带电径迹（核反冲径迹和电子径迹）。近年来，“米格达尔（Migdal）效应”被认为是突破轻暗物质探测能量阈值的关键理论路径。自理论预言提出后的80多年间，中性粒子碰撞过程中的Migdal效应是否存在，一直未被实验直接观察和验证，这使得依赖该效应的暗物质探测实验，始终面临“理论假设缺乏实证支撑”的质疑。

联合团队经过多年的攻关，自主研发了“微结构气体探测器+像素读出芯片”组合的超灵敏探测装置，创新发展了先进的数据采集处理方法，基于兰州大学自主研制的紧凑型氘-氘（D-D）中子发生器产生的2.5MeV快中子与探测器工作介质原子核的碰撞，在国际上首次直接实验观测到了“米格达尔（Migdal）效应”。“米格达尔（Migdal）效应”的首次直接实验观测对轻暗物质的探测具有十分重要的意义。

紧凑型D-D中子发生器、探测器及实验布局

“微结构气体探测器+像素读出芯片”探测器系统

米格达尔（Migdal）效应学术研讨会合影

兰州大学核科学与技术学院、稀有同位素前沿科学中心、中子应用技术教育部工程中心长期从事D-D/D-T聚变反应中子发生器研制和中子物理研究工作，成功研制的ZF-300中子发生器是我国第一台源强达到1012n/s量级的强流中子发生器，主要技术指标达到了同类中子发生器的国际先进水平，入选国际原子能机构IAEA技术名录（IAEA-TECDOC-913），被国家相关部门评定为模拟标准中子源之一。

近年来，兰州大学研究团队（成员：姚泽恩教授、韦峥教授、张宇教授、王俊润高级工程师、霍东英萃英博士后）又成功研制了新一代强流D-D/D-T中子发生器（ZF-400）；在科技部重大科学仪器开发专项、国家自然科学基金等项目的支持下，还成功研制了我国首台紧凑型中子发生器（CNG-109），具有中子产额高（D-D中子~109n/s量级）、辐射安全性能好、寿命长、可控等特点，技术水平进入了国际先进行列，为我国中子应用技术装备的研发奠定了先进的小型可控中子源基础，也为创新成果“米格达尔（Migdal）效应”首次直接实验观测提供稳定的中子束流。

兰州大学强流D-D/D-T中子发生器（ZF-400）

兰州大学紧凑型中子发生器（CNG-109）

编辑：王文乐

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