Uma equipe de físicos chineses obteve a primeira confirmação experimental direta do efeito Migdal — um fenômeno quântico previsto pelo físico soviético há quase 90 anos. O efeito envolve interações detectáveis entre partículas neutras e átomos da matéria, oferecendo esperança de detectar até mesmo a elusiva partícula de matéria escura.
Fonte da imagem: Nature 2026
A previsão teórica de Arkady Beinusovich Migdal sobre o comportamento de um átomo ao colidir com uma partícula neutra, formulada em 1931, sugere que um nêutron (ou uma hipotética partícula de matéria escura, desconhecida na época) colidindo com um núcleo atômico não apenas causa recuo nuclear, mas também leva a um rearranjo repentino da camada eletrônica, que perde alguns elétrons. Essencialmente, o átomo é ionizado, adquirindo uma carga positiva.
Anteriormente, a observação desse processo era difícil devido à amplitude extremamente fraca do sinal e à dificuldade de separá-lo do ruído de fundo, incluindo partículas cósmicas e outros fatores.
Para implementar o experimento, foi desenvolvido um sistema especializado baseado em um detector de gás altamente sensível com leitura por pixels. O detector consiste em uma câmara preenchida com gás inerte, na qual um campo elétrico uniforme é criado, fazendo com que os elétrons se desloquem em direção à matriz de sensores. Uma matriz de pixels de alta resolução espacial registra a topologia e a energia dos eventos, permitindo que as trajetórias do recuo nuclear e das emissões de elétrons sejam literalmente “fotografadas”.
O experimento utilizou um feixe de nêutrons direcionado para o volume de trabalho do detector. Ao impactar o núcleo, o nêutron transferiu momento para ele, causando um curto rastro de recuo nuclear, enquanto a ionização adicional por elétrons — o efeito Migdal — foi registrada como uma cascata de sinal secundária. Ao observar simultaneamente ambos os componentes — nuclear e eletrônico — os pesquisadores conseguiram identificar os eventos.correspondente ao efeito Migdal, e para separá-las do ruído de fundo da radioatividade natural e da radiação cósmica.
Os resultados do experimento mostraram concordância estatisticamente significativa com os modelos teóricos, superior a cinco sigmas, o que em física de partículas significa uma observação confiável. Essa descoberta é de fundamental importância: o efeito Migdal pode ser usado como um novo mecanismo para detectar partículas de matéria escura, que interagem extremamente pouco com a matéria. Aumentar a sensibilidade dos detectores por meio desse mecanismo permitirá explorar faixas de parâmetros antes inacessíveis aos experimentos e se aproximar da solução de um dos mistérios centrais da cosmologia moderna. Mas apenas em uma determinada faixa de massas de energia escura, se esta estiver dentro da faixa desejada.