MITの物理学者らは、分子を利用した新しい方法を開発し、原子核の内部を調査。電子をメッセンジャーとして卓上セットアップで使用した。ラジウムモノフルオリドを研究し、核内部での電子相互作用を示す微妙なエネルギーシフトを検出した。このアプローチは、宇宙の物質-反物質の不均衡を説明する助けになる可能性がある。
10月23日にScienceに掲載された研究で、MITの研究者らは、分子を微小粒子衝突機に変える技術を導入し、原子核の内部を覗き見る。ラジウムモノフルオリド（RaF）に焦点を当て、ラジウム原子を周回する電子が閉じ込められ、核に一時的に入る可能性を高める。伝統的な方法は、電子ビームを核に衝突させるキロメートル規模の巨大加速器に依存するが、この分子アプローチはコンパクトな卓上代替を提供する。
スイスCERNのCollinear Resonance Ionization Spectroscopy Experiment（CRIS）で行われた実験では、RaF分子を捕捉・冷却し、レーザーで照射して電子エネルギーを精密に測定した。チームは、レーザーフォトンのエネルギーの約100万分の1の小さなエネルギーシフトを観測し、電子が核内部の陽子と中性子と相互作用し、出る際に「核メッセージ」を運んだことを示唆する。
「核と核外の電子間の相互作用を測定する実験は多く、私たちはそれらの相互作用がどのようなものかを知っている」と、主任著者のShane Wilkins（元MITポスドク）は説明した。「これらの電子エネルギーを非常に精密に測定したところ、核外でのみ相互作用すると仮定した場合の期待値にぴったり合わなかった。」
この画期的な成果は、ラジウムの核磁気分布のマッピングへの道を開き、その梨型の核は基本対称性の違反信号を増幅すると予測されている。このような違反は、標準模型の期待に反して宇宙が物質を反物質より好む理由を説明する可能性がある。
「私たちの結果は、核レベルでの基本対称性の違反を測定することを目指す後続研究の基盤を築く」と、共同著者のRonald Fernando Garcia Ruiz（MITのThomas A. Franck物理学准教授）は述べた。「これは現代物理学の最も緊急な質問に対する答えを提供する可能性がある。」
ラジウム核の電荷と質量における非対称形状は、これらの探査に独自に適しており、Garcia Ruizは次のように指摘した：「ラジウム核はこの対称性破れの増幅器になると予測されており、その核は電荷と質量で非対称であり、これはかなり珍しい。」
将来の計画には、分子を冷却して核の向きを制御し、対称性違反をより効果的に探すことが含まれる。研究は米国エネルギー省の支援を受け、MITの共同著者にはSilviu-Marian UdrescuとAlex Brinsonが含まれ、国際的な協力者もいる。