剛剛，美國(guó)麻省理工學(xué)院在僅僅一個(gè)分子大小的空間里，成功啟動(dòng)了一臺(tái)“超微型粒子對(duì)撞機(jī)”！

這是一種全新的亞原子世界探測(cè)方法。它的問世，讓科學(xué)家能以前所未有的精度，“直視”原子核的內(nèi)部，為開辟“新物理學(xué)”——即超越我們當(dāng)前理解的物理規(guī)則——打開了一扇大門。

這把鑰匙，未來可能解開宇宙最深的謎團(tuán)：為什么我們（物質(zhì)）存在？ 這項(xiàng)突破性研究成果10月23日剛剛登上國(guó)際頂尖期刊《科學(xué)》（Science）雜志。

我們是如何窺探原子核內(nèi)部的？

在過去，方法只有一個(gè)：砸！

動(dòng)用長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里甚至數(shù)十公里的龐大設(shè)施，將粒子加速到近乎光速，然后狠狠地撞向原子核，在“廢墟”中尋找線索。

這就像你想知道一塊百達(dá)翡麗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，于是你選擇用鐵錘砸。效率極低，而且極其粗暴。

但現(xiàn)在，一切都變了。

科學(xué)家們找到了一個(gè)“天選之子”——鐳-225。

它的原子核，藏著一個(gè)驚人的秘密：它不是一個(gè)完美的球形。

它是一個(gè)“梨形”。

你沒聽錯(cuò)。一個(gè)在亞原子尺度下分了“頭”和“尾”的梨子。

這種怪異的不對(duì)稱性，使它成為了一個(gè)“新物理的超級(jí)放大器”。理論預(yù)測(cè)，那些可能解釋了宇宙中“物質(zhì)-反物質(zhì)失衡”的微弱信號(hào)，在它這里會(huì)被放大數(shù)千倍！

誰抓住了它，誰就可能第一個(gè)看到標(biāo)準(zhǔn)模型之外的風(fēng)景。

但鐳-225極其“暴躁”。它具有強(qiáng)放射性，壽命很短，在它衰變前你根本沒時(shí)間好好研究它。

怎么辦？

MIT的科學(xué)家們使出了一個(gè)“絕招”：給它配一個(gè)“監(jiān)護(hù)人”。他們強(qiáng)行將鐳原子和氟原子“捆綁”在一起，制造出了一種奇特的分子——鐳-19-氟。

這就是那個(gè)“超微對(duì)撞機(jī)”的誕生地！

在這個(gè)分子內(nèi)部，存在著一個(gè)極其恐怖的內(nèi)部電場(chǎng)，比人類在地球上能制造的任何電場(chǎng)都強(qiáng)悍數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。

在這個(gè)“高壓鍋”里，鐳原子的電子被狠狠地“擠壓”，它們唯一的出路，就是短暫地“鉆入”那個(gè)它們本該在外面環(huán)繞的原子核！

這就是碰撞的開始。電子不再是旁觀者，它成了深入敵后的“信使”。

“信使”已經(jīng)派出，我們?nèi)绾巫x取它帶回的情報(bào)？

團(tuán)隊(duì)動(dòng)用了超高精度的激光光譜技術(shù)。他們像調(diào)校最精密的樂器一樣，精確測(cè)量這個(gè)“信使”電子的能量狀態(tài)。

就在此時(shí)，意想不到的事情發(fā)生了。

測(cè)量數(shù)據(jù)與理論預(yù)測(cè)值，出現(xiàn)了偏差！

如果原子核只是一個(gè)完美的“點(diǎn)”，那么電子的能量應(yīng)該是一個(gè)A值。但科學(xué)家們測(cè)到的，卻是一個(gè)B值。

理論翻車了！

這個(gè)微小的能量偏移，就是“信使”帶回的全部情報(bào)。它用數(shù)據(jù)告訴科學(xué)家：我進(jìn)去了。里面的情況和你們?cè)谕饷娌碌耐耆灰粯樱?/p>

這個(gè)偏移，揭示了原子核內(nèi)部“磁化強(qiáng)度分布”的精細(xì)細(xì)節(jié)。

簡(jiǎn)單說，原子核并不是一塊均勻的磁鐵。它內(nèi)部的質(zhì)子和中子（它們就像小磁針）的排布方式，反過來影響了“信使”電子的能量。

根據(jù)這篇論文的計(jì)算，這個(gè)效應(yīng)（被稱為玻爾-魏斯科普夫效應(yīng)）導(dǎo)致的能量偏移，占到了總磁相互作用的近5%。這是人類首次在分子中觀測(cè)到這一效應(yīng)。

這5%的偏差，為什么能“顛覆認(rèn)知”？

因?yàn)樗C明了：我們手里的這把“尺子”是準(zhǔn)的。

我們不僅成功地在分子里造出了“對(duì)撞機(jī)”，我們還精確地讀懂了碰撞的結(jié)果。

我們的存在，本身就是物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型最大的Bug。

這個(gè)模型預(yù)言宇宙中的物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)該一樣多，它們會(huì)相互湮滅，宇宙中只剩下光。但你現(xiàn)在正在看這篇文章，這說明物質(zhì)贏了。

為什么？一定有某種未知的物理規(guī)則（即對(duì)稱性破缺）在暗中“拉偏架”。

而鐳-19-氟這個(gè)“梨形”分子放大器，正是尋找這個(gè)“Bug”的最強(qiáng)探針。

今天，我們用它讀懂了核磁分布。

明天，我們或許就能用它開辟“新物理”的大門，并最終回答那個(gè)終極問題：我們，究竟為何存在？

參考文獻(xiàn)：

S. G. Wilkins, S. M. Udrescu, M. Athanasakis-Kaklamanakis, R. F. Garcia Ruiz, et al. (2025). Observation of the distribution of nuclear magnetization in a molecule. Science, Vol 390, Issue 6771, pp. 386-389. DOI: 10.1126/science.adm7717

S. G. Wilkins, S. M. Udrescu, M. Athanasakis-Kaklamanakis, R. F. Garcia Ruiz, et al. (2023). Observation of the distribution of nuclear magnetization in a molecule. arXiv:2311.04121v1 [nucl-ex].