在核物理研究的前沿领域，麻省理工学院的物理学家们完成了一项令人惊叹的突破——他们利用单个镭原子与氟原子结合，打造出全球最小的粒子对撞机。这一创新实验不仅挑战了传统研究范式，更可能为解开宇宙物质与反物质失衡的谜题提供关键线索。
实验的核心在于一种名为一氟化镭的特殊分子。这种分子的独特之处在于其镭原子核的形状——不同于大多数原子核的球形结构，镭核呈现出罕见的梨形（也有学者形容其类似牛油果），这种被称为“八极形变”的特征在整个核素图谱中极为少见。科学家发现，这种非对称结构能够像信号放大器一样，将微弱的对称性破缺效应增强数千倍，而这类效应正是理解物质为何主导宇宙的关键。
研究团队通过将镭原子嵌入一氟化镭分子中，创造了一个极端物理环境：分子内部产生的电场强度远超实验室人工制造的最强电场。在这种条件下，镭原子的电子被强烈压缩，甚至能够短暂穿透原子核，与质子和中子直接相互作用。这一过程相当于在原子尺度上实现了粒子对撞，其精度远超传统巨型加速器的能力范围。
实验过程中，科研人员运用激光冷却技术将分子温度降至接近绝对零度，随后通过高精度激光光谱学监测电子能量变化。最终，他们捕捉到了电子穿透原子核的直接证据——观测到的能量值与理论预测存在微小但显著的偏差，这正是电子在核内“冒险”留下的痕迹。更令人振奋的是，团队首次在分子体系中观测到了玻尔-韦斯柯夫效应，这一发现揭示了放射性原子核内部的磁性分布规律。
这一突破的意义远超核物理范畴。根据宇宙大爆炸理论，早期宇宙应产生等量的物质与反物质，但现实宇宙却几乎由物质构成，反物质几乎“消失”。科学家推测，这种失衡可能与CP对称性破缺有关——即物理定律对物质和反物质存在微妙差异。尽管此前已在介子和底重子衰变中发现CP破缺迹象，但其强度不足以解释宇宙中的物质优势。而镭核的梨形结构恰好能够放大尚未被发现的新型CP破缺效应，使其成为可探测的信号。
实验的挑战同样不容忽视。研究使用的镭同位素半衰期极短，例如镭-225仅14.9天，镭-223更短至11.4天，样本往往在完成多次测量前就已衰变。一氟化镭的制备过程极为复杂，研究人员每秒仅能捕获约五十个符合条件的分子，对测量技术的灵敏度提出了极高要求。
尽管如此，团队仍在推进技术升级。他们正在开发更高效的分子制备方法和更灵敏的检测技术，并计划引入更强大的激光系统以增强信号强度。同时，研究范围也在扩展——钍、锕等元素可能同样拥有梨形核结构，其中钍-229已成为核光钟研究的焦点，有望实现更高精度的物理测量。
这项基于分子的“桌面级”实验打破了传统大型加速器的成本与规模限制，为更多研究团队参与前沿核物理研究提供了可能。随着技术的不断进步，人类对宇宙起源的探索或将迎来新的篇章。
