現代宇宙學中一個未解之謎是：宇宙誕生初期物質與反物質本應等量存在，但現今可觀測宇宙卻幾乎完全由物質構成。科學家認為，解開這一謎題的關鍵在于原子核內部極微小的對稱性破缺現象，而傳統研究方法需要依賴巨型粒子對撞機等復雜設備。近期，美國麻省理工學院聯合多國科研團隊開創了全新研究路徑，通過放射性分子構建出"分子級粒子加速器"，首次在分子體系中觀測到核磁化分布效應。
研究團隊選擇放射性同位素鐳-225（225Ra）作為突破口。這種原子核具有獨特的梨形結構，與常見的球形原子核形成鮮明對比。其88個質子和137個中子構成的非對稱形態，能夠顯著放大原子核內部的對稱性破缺效應。然而，鐳元素天然具有強放射性且半衰期僅14.9天，直接觀測其原子核內部結構面臨巨大挑戰。
科研人員創造性地將鐳原子與氟原子結合，制備出氟化鐳（225Ra19F）分子。這種特殊分子結構使鐳原子的電子云受到強烈壓縮，在分子內部形成了比實驗室人工電場強數千倍的極端環境。這種環境極大提升了電子穿透原子核的概率，為觀測核內部相互作用創造了條件。研究團隊形象地比喻："這相當于在分子內部安裝了一臺超高分辨率顯微鏡，能清晰呈現原子核的內部結構。"
實驗過程中，科研人員將分子冷卻至接近絕對零度，并捕獲在真空系統中。通過精密激光光譜技術，他們成功捕捉到電子能級的極其微弱變化。這些變化源自電子穿透原子核時與質子、中子的相互作用，能量偏移量僅為激光光子能量的百萬分之一。盡管數值微小，卻明確證實了電子與原子核內部核子的相互作用。
此次實驗最顯著的突破是首次在分子體系中觀測到玻爾-韋斯柯夫效應。該效應描述了原子核磁矩并非由理想點源產生，而是由核內質子和中子的磁化強度在有限空間內的具體分布決定。此前這項效應僅在簡單原子中被證實，分子體系因電子結構復雜始終未能突破。研究團隊通過結合實驗觀測與先進量子化學計算，成功實現了分子體系中的效應驗證。
實驗數據顯示，225Ra19F分子中電子能級的變化模式與理論預測存在顯著差異。這種差異源于電子穿透原子核時，與核內不同區域的質子、中子產生差異化相互作用。研究團隊指出，梨形原子核的特殊結構放大了這種微小效應，為探索物質-反物質不對稱性提供了理想研究平臺。
基于當前成果，研究團隊正計劃開展更深入的研究。他們計劃通過進一步冷卻分子并控制原子核取向，精確繪制鐳原子核內部的力分布圖。這項技術有望揭示對稱性破缺的直接證據，為理解宇宙物質主導現象提供關鍵線索。實驗采用的桌面級裝置相比傳統巨型對撞機具有顯著優勢，預示著核物理研究將進入更精密的新階段。
