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科学家称放射性分子或有助于解释宇宙中缺少的反物质

放射性分子 反物质 放射核
发布:2021-03-31 17:06:34     来源:cnBeta.COM

在近日发表于《物理评论快报》上的一篇新研究中,加州理工学院的物理助理教授 Nich Hutzler 与研究生 Phelan Yu 提出了一套新的理论,以帮助解释宇宙中缺少的反物质。与其他物理学家的研究方向类似,其主要思想是寻找规则物质与电磁场相互作用的不对称性,这种现象与粒子中常见的一种对称类型(Charge Parity)有关。


 (图自:Caltech)

新研究使用了具有放射性的分子(RaOCH3+)来探测这种不对称性,如上图顶部所示,其呈现了不对称(梨形)的放射核。

然后由 Andrew Jayich 带领的团队,与在加州大学圣芭芭拉分校的合作伙伴首次创建了该分子,并将相关研究发表在了 2021 年 1 月 11 日的《物理评论快报》期刊上。

研究作者 Phelan Yu 和 Nicholas R. Hutzler 在文中探讨了分子顶部变形核的基本对称性,证实了非对称性的分子可作为更好用的探针。


 反物质概念动图

尽管一开始是块状且不平衡的(尤其是电荷分布不均匀的放射核),但联合研究表明,与当今常用的非放射性原子相比,基于放射核的探针灵敏度可提升10~100 万倍。

通常情况下,研究人员需要观察粒子在电场中的异常行为。此前有物理学家语言,此举或导致电子在电场中进动、或像旋转的陀螺一样摆动。

得益于分子的非对称性、以及内部具有的电磁场,折让它们成为了此类工作的理想靶标。

 
Nick Hutzler

Nick Hutzler 解释称,原本考虑使用的强放射性同位素非常稀少,且半衰期只有两周左右,导致相关工作很难顺利开展。不过 RaOCH3+ 分子的独特性质,已经帮助他们克服了诸多挑战。

感兴趣的朋友,可移步至《Physical Review Letters》,查看原标题为《Probing Fundamental Symmetries of Deformed Nuclei in Symmetric Top Molecules》的研究全文。

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