參考消息網11月23日報道 據美國《大眾機械》月刊網站11月18日報道，在物理學領域，如果你想探究極其微小的世界，往往需要建造極其龐大的設備。最出名的例子是大型強子對撞機，它是一條長達17英里(約合27公里)的隧道，專為探索亞原子世界而量身定制。然而，麻省理工學院科學家主導的一項最新研究表明，並非每次都必須依賴這種巨型機器，才能探索宇宙中一些最基本的奧秘。

  在這項上個月發表於《科學》周刊的研究中，科學家們精確測量了鐳原子內電子的能量，當它與氟原子結合成氟化鐳分子時，這個分子本身就成了一台原子級粒子加速器。研究團隊還觀測到電子能級的微小偏移，證實這些電子曾短暫穿透鐳原子核，從而首次獲得了精確繪製鐳原子內部結構的絕佳機會。

  麻省理工學院博士生、論文共同作者西爾維烏-馬裏安·烏德雷斯庫在新聞稿中説：“當你把這種放射性原子放進分子裏，其電子感受到的內部電場比我們實驗室能産生的外加電場高出好幾個數量級。可以説，這個分子就像一座巨大的粒子對撞機，讓我們更有機會窺探鐳原子核的秘密。”

  實驗中選用的鐳至關重要，因為鐳原子具有不對稱的“梨形”結構，正是這一過程得以實現的關鍵。物理學家指出，梨形原子能顯著增強尋找超出標準模型的時間對稱性和電荷-宇稱對稱性破缺的能力。

  在標準模型中，原子被禁止擁有永久電偶極矩(即兩個等量異號電荷被極小距離隔開的度量)。但之前的一些估算顯示，在梨形原子中，電偶極矩信號可因不對稱的電荷與質量分佈而被放大近1000倍。

  對這些對稱性破缺的探索，直接關係到物理學家們當前追尋的“物質-反物質不對稱”謎題答案。簡而言之，據標準模型估計，在宇宙大爆炸發生時，物質與反物質應完全湮滅，只剩純能量。顯然，這種情況並未發生(你本人就是活生生的證據)，而為何沒有發生仍是科學界最大的謎團之一。

  本項研究中，科學家們測量了電子離開鐳原子核時的能級偏移，這份“核內訊息”可揭示原子內部結構。該技術為科學家繪製原子的“磁場分佈”提供了全新途徑，是深入探究物質-反物質不對稱的重要一步。

  麻省理工學院研究合作者羅納德·費爾南多·加西亞·魯伊斯在新聞稿中説：“我們的研究成果為後續在原子核層面測量基本對稱性破缺奠定了基礎，有望回答現代物理學中最緊迫的一些問題。”

  截至目前，魯伊斯和他的團隊僅在高溫、隨機取向的條件下研究了這些原子。在未來研究中，他們將冷卻氟化鐳分子，以控制分子取向，從而精確繪製其內部結構。

  魯伊斯在新聞稿中説：“我們現在已證明可以取樣原子核內部。這就像測量一塊電池的電場。人們可以測量電池外部電場，測量其內部電場則要困難得多。而我們如今做到了。”（編譯/郭駿）