近日，顶学术期刊《当然》发表项首要物理打破——科学院大学衔联广西大学、华中师范大学等多所校科研团队协同攻关，次奏效达成了对苏联科学于80余年前预言的“米格达尔（Migdal）应”的凯旋实际不雅测。这服从为轻暗物资探伤打破阈值瓶颈提供了关键撑握，达成该打破的中枢硬件——像素读出芯片Topmetal-II，由华中师范大学PLAC实际室自主研制。我校为该盘算的中枢作单元之，物理科学与期间学院孙向明栽种、东栽种和嵩栽种参与盘算，孙向明为共同通信作家。

米格达尔应由苏联物理学阿尔卡季·米格达尔于1939年提倡，面目了原子核反冲时通过电场变化将能量革新给核外电子、造成“共偏执”带电径迹的物理经由。这应被觉得是打破轻暗物资探伤阈值的热切旅途，但中粒子碰撞中的该应永恒不毛凯旋实际考证，成为制约相干暗物资探伤盘算的关键瓶颈。

实际不雅测记载到的个米格达尔（Migdal）应事件

这次实际的中枢挑战是捕捉“原子核反冲-米格达尔电子”的细小共偏执轨迹。华中师范大学PLAC实际室研发的Topmetal-II像素读出芯片，以其低噪声（等噪声电荷仅13.9 e⁻）、位置分辨率（200 μm）及宽能量探伤范围的中枢势，为实际提供了关键的信号读出贬责案。算作奢睿探伤安装的“信号捕捉”中枢，该芯片能将气体探伤器中的细小电荷信号革新为了了数字化轨迹，辩认原子核反冲与电子反冲信号，从复杂配景中奏效识别出稀缺的米格达尔事件。

紧凑型D-D中子发生器、探伤器及实际布局

“微结构气体探伤器+像素读出芯片”探伤器系统

算作华中师范大学PLAC实际室的中枢研发服从，预应力钢绞线Topmetal系列芯片永恒聚焦能物理探伤域的“卡脖子”期间攻关，已造成从芯片遐想、流片考证到系统集成的无缺期间体系。这次Topmetal-II像素读出芯片通过分辨率像素阵列及时捕捉传输细小信号，结用数据处理算法，从近百万笔记载事件中筛选出6个明确的米格达尔候选事件，以5个圭臬差的统计显耀说明该应存在，测得的米格达尔截面与核反冲截面比值与表面瞻望度吻，该芯片在米格达尔应不雅测中的奏效欺诈，考证了其在端细小信号探伤场景下的可靠与，彰显了我国在端探伤芯片域的自主翻新材干。

华师PLAC实际室像素读出芯片Topmetal-II

孙向昭示意：“芯片是端探伤装备的‘腹黑’，团队将以这次打破为机会，握续化Topmetal系列芯片的期间迭代，跨越进步芯片的抗发射能、能量分辨率与集成度，为下代暗物资探伤实际、能物理实际及核医疗影像等域提供具竞争力的中枢器件支握，助力我国在基础物理盘算与探伤期间域达成从'跟跑'到'跑'的跨越。”

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本体审读：秦恒 马俊

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