一個國際研究小組首次測量了鐳核大小如何改變含有不同鐳同位素的分子結構。這項研究使用了歐洲核子組織放射性離子束設施——上線同位素質量分離器的鐳射和離子阱組合。科學家研究了一氟化鐳(RaF)分子的量子結構。
量子結構決定了能級以及這些能級在不同條件下如何變化。美國、德國、英國、瑞士等國的聯合研究團隊預測,RaF分子對於研究自然界中某些基本對稱破壞是有用的。當一個鐳原子核被另一種同位素取代後,研究小組測量了電子能級的變化,證明了這些分子對近距離電子和原子核的相互作用的極端敏感性。
精確測量能級和修改分子原子核中中子數量的能力為研究開闢了新方向。宇宙大爆炸應該創造出等量的物質和反物質。基本對稱的違背可以解釋為什麼宇宙中的物質比反物質多。含有重元素同位素(如鐳)的放射性分子是研究這些基本對稱破壞的理想材料。
科學家相信,該實驗進展可以用於研究在超新星和其他恆星爆發中產生的放射性分子。但有限的觀測工具阻礙了他們的識別工作。因此,放射性分子的實驗室研究將有助於指導未來的天體物理觀測。(晉楠)
來源: 《中國科學報》