核物理學(xué)家首次對(duì)短壽命放射性分子氟化鐳 (RaF) 進(jìn)行了精確測(cè)量。在發(fā)表于《自然物理學(xué)》雜志的研究中，研究人員將離子捕獲技術(shù)與專門的激光系統(tǒng)相結(jié)合，測(cè)量了 RaF 量子結(jié)構(gòu)的精細(xì)細(xì)節(jié)。
這種方法可以表征該分子的旋轉(zhuǎn)能級(jí)，并確定其激光冷卻方案。激光冷卻是一種利用激光減慢和捕獲原子和分子的方法。這些結(jié)果代表了未來(lái)旨在激光冷卻和捕獲 RaF 分子的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一步。
科學(xué)家曾預(yù)測(cè)，含有重的梨形原子核的分子(如鐳)對(duì)核電弱特性和超出標(biāo)準(zhǔn)模型的物理現(xiàn)象高度敏感。這包括違反宇稱和時(shí)間反轉(zhuǎn)對(duì)稱性的現(xiàn)象。超出當(dāng)前限制的時(shí)間反轉(zhuǎn)破壞是解釋宇宙物質(zhì)-反物質(zhì)不對(duì)稱的必要條件。新結(jié)果為研究人員提供了 RaF 量子結(jié)構(gòu)的詳細(xì)表征，為未來(lái)旨在尋找此類效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中使用該分子開辟了道路。
含有八極變形原子核的放射性分子，如鐳 (Ra)，有望成為研究基本粒子和自然力的卓越量子系統(tǒng)。鐳原子核獨(dú)特的梨形形狀，加上極性分子的能級(jí)結(jié)構(gòu)，可使其對(duì)對(duì)稱性破壞的核特性的靈敏度比穩(wěn)定原子高出五個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
研究人員——麻省理工學(xué)院的核物理學(xué)家及其合作者——通過(guò)光譜研究了 RaF 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)研究是在位于歐洲核子研究中心(ISOLDE—CERN)的同位素分離器在線裝置放射性離子束設(shè)施的共線共振電離光譜 (CRIS) 實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的。
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