参考消息网11月23日报道 据美国《大众机械》月刊网站11月18日报道，在物理学领域，如果你想探究极其微小的世界，往往需要建造极其庞大的设备。最出名的例子是大型强子对撞机，它是一条长达17英里(约合27公里)的隧道，专为探索亚原子世界而量身定制。然而，麻省理工学院科学家主导的一项最新研究表明，并非每次都必须依赖这种巨型机器，才能探索宇宙中一些最基本的奥秘。

  在这项上个月发表于《科学》周刊的研究中，科学家们精确测量了镭原子内电子的能量，当它与氟原子结合成氟化镭分子时，这个分子本身就成了一台原子级粒子加速器。研究团队还观测到电子能级的微小偏移，证实这些电子曾短暂穿透镭原子核，从而首次获得了精确绘制镭原子内部结构的绝佳机会。

  麻省理工学院博士生、论文共同作者西尔维乌-马里安·乌德雷斯库在新闻稿中说：“当你把这种放射性原子放进分子里，其电子感受到的内部电场比我们实验室能产生的外加电场高出好几个数量级。可以说，这个分子就像一座巨大的粒子对撞机，让我们更有机会窥探镭原子核的秘密。”

  实验中选用的镭至关重要，因为镭原子具有不对称的“梨形”结构，正是这一过程得以实现的关键。物理学家指出，梨形原子能显著增强寻找超出标准模型的时间对称性和电荷-宇称对称性破缺的能力。

  在标准模型中，原子被禁止拥有永久电偶极矩(即两个等量异号电荷被极小距离隔开的度量)。但之前的一些估算显示，在梨形原子中，电偶极矩信号可因不对称的电荷与质量分布而被放大近1000倍。

  对这些对称性破缺的探索，直接关系到物理学家们当前追寻的“物质-反物质不对称”谜题答案。简而言之，据标准模型估计，在宇宙大爆炸发生时，物质与反物质应完全湮灭，只剩纯能量。显然，这种情况并未发生(你本人就是活生生的证据)，而为何没有发生仍是科学界最大的谜团之一。

  本项研究中，科学家们测量了电子离开镭原子核时的能级偏移，这份“核内讯息”可揭示原子内部结构。该技术为科学家绘制原子的“磁场分布”提供了全新途径，是深入探究物质-反物质不对称的重要一步。

  麻省理工学院研究合作者罗纳德·费尔南多·加西亚·鲁伊斯在新闻稿中说：“我们的研究成果为后续在原子核层面测量基本对称性破缺奠定了基础，有望回答现代物理学中最紧迫的一些问题。”

  截至目前，鲁伊斯和他的团队仅在高温、随机取向的条件下研究了这些原子。在未来研究中，他们将冷却氟化镭分子，以控制分子取向，从而精确绘制其内部结构。

  鲁伊斯在新闻稿中说：“我们现在已证明可以取样原子核内部。这就像测量一块电池的电场。人们可以测量电池外部电场，测量其内部电场则要困难得多。而我们如今做到了。”（编译/郭骏）