分子实验希望揭示新的物理学

尽管放射性氟化镭分子只存在了几分之一秒，科学家们已经制造了它们发现它们可以扩展我们对物理学的基本理解。一个国际科学家团队利用瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的粒子加速器制造了这种分子，并在镭原子衰变之前对它们进行了光谱研究。

一些物理理论表明，该团队所研究的放射性镭同位素的独特核性质可能会极大地增强物理标准模型中对称性的违反。“这可以通过分子实验改变我们对自然的基本认识，我认为这绝对是不可思议的，”团队成员评论道罗伯特·伯杰她来自德国马尔堡菲利普斯大学。“我可以用一个分子来了解宇宙是如何运作的。”

伯杰是一位理论化学家，大约十年前，他和其他科学家一起发现氟化镭光谱学可以测试弱力的对称性。但没人能做实验，直到他遇到罗纳德·加西亚·鲁伊斯在欧洲核子研究中心。“我被告知这是不可能的，”现在就职于美国麻省理工学院的加西亚·鲁伊斯回忆道。“我们对这些分子一无所知。”

Garcia Ruiz和他的合作者使用共线共振电离光谱(Cris)研究了氟化镭。他的团队将质子射向碳化铀靶，在与四氟化碳分子在高温下混合之前激活它，产生带正电的氟化镭离子。“一开始我们只生产10个⁶在非常炎热和高度污染的环境中，每秒钟就有一个原子。”“你只能产生不到一纳克。所以你需要把这个分子提取出来，并精确地研究它。”

研究小组利用与质谱分离离子相同的原理分离了氟化镭离子。然后这些离子通过一个充满钠气体的腔室，钠气体带走了它们的正电荷。然后激光脉冲增加能量，提高氟化镭的电子能级，最终使其再次电离。新带正电的离子就会偏转进入探测器。通过追踪不同激光波长下到达探测器的离子数量，科学家们得到了氟化镭的激发光谱。加西亚·鲁伊斯解释说:“你要研究的状态可能是10个分子。”你真的需要一个分子一个分子地研究的能力。

伯杰说，像这样生产和研究氟化镭是一个“重要的中间结果”。研究结果表明，他们现在可以使用激光冷却，分子吸收并重新发射光子并减速，从而实现更高精度的光谱学。科学家们将能够验证他们关于物理学极限的想法。伯杰补充说:“对撞机中心正等着这一点。”

进行如此高精度的研究“当然是一项具有挑战性的实验任务”，他说夫人艾米奈Altuntas来自美国国家标准与技术研究所和联合量子研究所，他没有参与这项工作。她称这一结果是“至关重要且令人兴奋的一步”。她说:“这项研究中提出的方法是通用的，因为它可以应用于不同的同位素，这将是研究系统效应的关键因素。”