核物理学家首次对短寿命放射性分子氟化镭 (RaF) 进行了精确测量。在发表于《自然物理学》杂志的研究中，研究人员将离子捕获技术与专门的激光系统相结合，测量了 RaF 量子结构的精细细节。

这种方法可以表征该分子的旋转能级，并确定其激光冷却方案。激光冷却是一种利用激光减慢和捕获原子和分子的方法。这些结果代表了未来旨在激光冷却和捕获 RaF 分子的实验的关键一步。

科学家预测，含有梨形重原子核的分子(例如镭)对核电弱特性和超出标准模型的物理学高度敏感。这包括违反宇称和时间反转对称性的现象。超出当前限制的时间反演破坏是解释宇宙物质反物质不对称性的必要条件。新结果为研究人员提供了 RaF 量子结构的详细表征，开启了在未来旨在寻找此类效应的实验中使用该分子的大门。

含有八极变形原子核的放射性分子，如镭 (Ra)，有望成为研究基本粒子和自然力的卓越量子系统。镭原子核独特的梨形形状，加上极性分子的能级结构，可使其对对称性破坏的核特性的灵敏度比稳定原子高出五个数量级以上。

研究人员——麻省理工学院的核物理学家和合作者——通过光谱研究了 RaF 的详细结构，并在欧洲组织同位素在线分离装置放射性离子束设施的共线共振电离光谱 (CRIS) 实验中进行了这项工作。核研究(ISOLDE-CERN)。

研究人员的方法可以高灵敏度地绘制 RaF 的能级图，从而确定一种减缓和捕获该分子的激光冷却方案。科学家正在迅速开发控制和询问超冷分子的方法。这些方法与放射性束设施(如 CERN(瑞士)和 FRIB(美国))生产大量放射性分子的新功能相结合，为原子核的探索和自然基本对称性的破坏开辟了新领域。

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