Hãy tưởng tượng bắt được khoảnh khắc khi một nguyên tử bị chấn động và các electron của nó thoát ra tự do—đó là hiệu ứng Migdal. Lần đầu tiên, một nhóm từ Đại học Khoa học Trung Quốc (UCAS) đã quan sát trực tiếp dự đoán đã tồn tại 80 năm này, mở ra những hướng đi mới thú vị trong cuộc tìm kiếm vật chất tối nhẹ.
Nghiên cứu của họ, được xuất bản hôm nay trên tạp chí Nature, mô tả cách một máy dò cực nhạy—vừa là buồng khí vi mô, vừa là 'camera' điểm ảnh—chụp lại các dấu vết thoáng qua của electron phát ra trong quá trình dội lại của nguyên tử. Thiết lập độ chính xác cao này, được xây dựng bởi Giáo sư Liu Qian và các đồng nghiệp, cuối cùng biến lý thuyết thành thực tế thực nghiệm.
Trong phòng thí nghiệm, một máy phát deuterium-deuterium nhỏ gọn bắn neutron vào khí bên trong máy dò. Khi hạt nhân bị dội lại, chúng kích hoạt hiệu ứng Migdal, để lại một cặp dấu vết rõ ràng cùng xuất phát chung một điểm. Bằng cách tách những sự kiện Migdal này khỏi nhiễu nền như tia gamma và tia vũ trụ, nhóm nghiên cứu đã xác nhận dự đoán lâu đời của cơ học lượng tử.
'Kết quả này lấp đầy một khoảng trống quan trọng và củng cố nền tảng của chúng tôi cho việc tìm kiếm vật chất tối dựa trên Migdal,' Yue Qian từ Thí nghiệm Vật chất Tối Trung Quốc (CDEX) cho biết. Ngoài việc chứng minh khái niệm, công trình này còn nhấn mạnh sức mạnh ngày càng tăng của Trung Quốc trong công nghệ máy dò độ chính xác cao.
Nhìn về phía trước, Giáo sư Zheng Yangheng và nhóm UCAS dự định hợp tác với các dự án vật chất tối quốc tế để tích hợp những phát hiện này vào các máy dò thế hệ tiếp theo. 'Vật chất tối giữ chìa khóa để hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ,' Zheng giải thích. 'Công việc của chúng tôi đưa chúng tôi tiến thêm một bước trong cuộc săn tìm kho báu vũ trụ này.'
