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科学家实现原子核探测新突破:利用单分子作微型加速器精准测量核磁分布

2025-11-10 14:42     来源: 新科学     镭原子核 微型对撞机 粒子加速器

物理学家近日开发出一种全新研究原子核内部结构的方法,他们巧妙利用单个分子作为微型粒子加速器。传统研究中,原子核研究需依赖大型对撞机,这些设备将电子加速至极高速度后与原子核碰撞。而此次新研究,科学家们提出了一种更为紧凑且高效的替代方案。

科学家实现原子核探测新突破:利用单分子作微型加速器精准测量核磁分布

研究团队选用由镭原子和氟原子构成的一氟化镭分子,将其改造成微型对撞机。在此过程中,镭原子的电子充当“探针”,短暂穿透原子核。通过这一创新方式,科学家们得以精确追踪分子中的电子能量,并发现了一个虽小却意义重大的能量偏移。这一偏移证实了电子确实短暂进入了镭原子核,并与内部物质发生了相互作用。

这一发现为测量原子核的磁分布提供了新途径,即研究质子和中子的排列如何影响其磁性。尽管当前研究仍处于初步阶段,但科学家们已计划利用此技术深入探索镭原子核的奥秘。这些研究成果或许有助于解开物理学中的一些基本谜题,如宇宙中物质远超反物质的原因。镭原子核独特的梨形结构,使其成为此类研究中的理想目标。与球形原子核不同,镭原子核的不对称结构可能增强基本对称性破缺的显现,这或许是解开反物质消失之谜的关键所在。

尽管放射性镭具有寿命短、产量低、操作难度大的特点,但新方法的高灵敏度使其能够进行必要的测量。科学家们解释,镭分子能为镭原子中的电子产生强大的内部电场,显著提高了研究原子核的可能性。研究人员证实:“我们能够‘窥视’原子核内部。”这一突破为解答现代物理学中的紧迫问题开辟了新道路。


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