Впервые получено прямое доказательство эффекта Мигдала — прорыв в поиске тёмной материи

Китайские учёные впервые получили прямое экспериментальное доказательство эффекта Мигдала — явления, предсказанного советским физиком Аркадием Мигдалом в 1939 году. Это открывает новые пути для поиска лёгкой тёмной материи, составляющей около 85% массы Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Схема структуры и принципа работы газового пиксельного детектора. Автор: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09918-8

Эффект заключается в том, что при внезапном отдаче атомного ядра (например, от столкновения с нейтральной частицей) быстрый сдвиг внутреннего электрического поля атома может выбить один из его орбитальных электронов. Прямое наблюдение этого процесса долгое время было невозможно из-за крошечного масштаба явления и фоновых помех.

Для эксперимента команда из Университета Китайской академии наук создала высокоточный газовый детектор — «атомную камеру». Облучая молекулы газа нейтронами и проанализировав более 800 000 событий, учёные выявили шесть чётких сигналов. Каждый показывал характерную подпись эффекта Мигдала: две трека частиц — от отдачи ядра и выбитого электрона — исходящие из одной точки. Статистическая достоверность открытия достигла порога в пять сигм (золотой стандарт в физике частиц).

Прямое наблюдение эффекта Мигдала в ядерных экспериментах было давней и широко признанной проблемой. Результат, достигнутый китайской командой, — это подлинный прорыв и действительно захватывающее событие, — сказал профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде Юй Хайбо.

Открытие особенно важно для поиска лёгкой тёмной материи. Когда такая частица сталкивается с атомом, отдача ядра слишком слаба для регистрации обычными датчиками. Эффект Мигдала преобразует этот незаметный толчок в измеримый сигнал выбитого электрона.

Эта работа заполняет давний экспериментальный пробел, укрепляет теоретическую основу эффекта Мигдала и представляет собой решающий первый шаг к его применению в поисках лёгкой тёмной материи, — отметил профессор Шанхайского университета Цзяо Тун и ведущий учёный эксперимента PandaX Лю Цзянлай.

В дальнейшем команда планирует изучать эффект на других материалах, чтобы получить данные для поиска ещё более лёгких частиц тёмной материи.