首次观测到中子轰击引发的“米格达效应”

暗物质是宇宙中一种不可见但存在引力相互作用的成分，仍是现代物理学中最深刻的未解之谜之一。尽管针对弱相互作用大质量粒子的实验已接近中微子背景，但尚未找到暗物质的确凿证据。目前，全球实验正聚焦于质量在MeV到GeV范围内的暗物质粒子模型，理论研究支持这一质量区间的暗物质通过热产生机制存在的可能性。由于轻暗物质信号微弱，现有探测器的阈值需大幅降低，但即便吨级实验已实现约100 eV的阈值，仍不足以探测轻暗物质。

米格尔效应是应对这一挑战的新策略，指原子核与中性粒子（如暗物质或中子）相互作用发生反冲时，原子电子受激发产生额外电子反冲，可能使探测器信号超过能量阈值。该效应在暗物质直接探测中的理论讨论可追溯至2000年代中期，也曾用于解释DAMA实验数据，但在核散射（尤其是中性粒子与核相互作用）中的作用一直未被验证，这削弱了依赖该效应的暗物质实验结论的可靠性。

为解决此问题，研究团队开发了专用气体像素探测器，具备宽能量探测范围、出色的顶点分辨率、低噪声和先进成像能力，能有效识别核反冲（NR）和米格尔电子轨迹并降低背景噪声。实验中，使用40%氦气和60%二甲醚混合气体作为成像介质，通过2.5 MeV D-D中子发生器轰击气体，结合铅屏蔽和液体闪烁探测器监测中子通量与能谱。经过约150小时数据采集，记录8.17×10⁵个事件，筛选出6个符合条件的核反冲-电子共顶点事件，统计显著性超过5σ。

测量得出米格尔效应截面与核反冲截面的比值为(4.9₋₁.₉⁺².₆)×10⁻⁵（核反冲能量>35 keVee，电子反冲能量5-10 keV），与理论预测的3.9×10⁻⁵在误差范围内一致。这一结果填补了实验验证的长期空白，不仅巩固了米格尔效应的理论基础，也为其在轻暗物质探测中的应用铺平了道路，有助于重新评估相关探测策略并提高暗物质搜索的灵敏度。