研究团队将分子内部环境用作一种微观粒子对撞机。

科学家们开发出一种新方法，可用于探测原子核内部。该方法由麻省理工学院的研究人员开发，利用原子自身的电子在分子内充当"信使"，以帮助探测原子核内部。

"我们的研究结果为后续旨在测量核层级基本对称性破缺的研究奠定了基础，"该研究的合著者、麻省理工学院托马斯·A·弗兰克物理学副教授罗纳德·费尔南多·加西亚·鲁伊斯说。

"这可能为现代物理学中一些最紧迫的问题提供答案。"

探测原子核内部

研究团队还指出，通常探测原子核内部的实验需要借助长达数公里的大型设施，这些设施能将电子束加速到足够高的速度，以撞击并分裂原子核。

该团队新的基于分子的方法，提供了一种可直接在桌面上探测原子核内部的替代方案。利用这种新方法，物理学家精确测量了在一个与氟原子配对形成氟化镭分子的镭原子周围高速运动的电子的能量。

研究团队将分子内部环境用作一种微观粒子对撞机，这种环境约束了镭原子的电子，并促使它们短暂地穿透原子核。

在氟化镭分子中，研究团队测量了镭原子电子在分子内部弹跳时的能量。

测量核磁分布的新方法

研究团队识别出了一个微小的能量偏移，并确定这必然是电子短暂穿透了镭原子核并与其内部物质相互作用所致。根据麻省理工学院的研究，当电子反弹出来时，它们保留了这种能量偏移，提供了一个可以被分析以感知原子核内部结构的核"信息"。

这种新方法为测量核"磁分布"提供了一种新途径。在原子核中，每个质子和中子都像一个小磁铁，它们根据原子核内质子和中子的分布方式以不同形式排列。根据一份新闻稿，该团队计划应用他们的方法，首次精确绘制镭原子核的这一特性。

他们的发现可能有助于回答宇宙学中最大的谜团之一：为什么我们观测到的宇宙中物质远多于反物质？

精密激光光谱测量

这项研究发表在《科学》杂志上，揭示了放射性氟化镭分子（225Ra19F）结构的精密激光光谱测量和理论计算结果。

研究团队强调，该研究结果能够揭示短程电子-核相互作用的精细细节，表明这种分子对镭原子核内磁化强度分布（目前这是一个约束较差的核特性）具有高度敏感性。

研究人员在研究中表示："这些结果直接且严格地检验了核体积内电子波函数的描述，突出了这些分子在研究亚原子现象方面的适用性。"

"据预测，镭原子核是这种对称性破缺的放大器，因为它的原子核在电荷和质量上是不对称的，这是相当不寻常的，"加西亚·鲁伊斯说，他的团队一直专注于开发探测镭原子核以寻找基本对称性破缺迹象的方法。

研究团队还强调，窥视镭原子核内部以研究基本对称性是一项极其棘手的任务。

"镭具有天然放射性，寿命很短，而且我们目前只能生产极微量的氟化镭分子，"该研究的主要作者、麻省理工学院前博士后沙恩·威尔金斯说。"因此，我们需要极其灵敏的技术来测量它们。"

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