徐德文：颠覆认知！美国在分子里造出超微对撞机，或开辟新物理学！

美国麻省理工学院在仅仅一个分子大小的空间里，成功启动了一台“超微型粒子对撞机”！

这是一种全新的亚原子世界探测方法。它的问世，让科学家能以前所未有的精度，“直视”原子核的内部，为开辟“新物理学”——即超越我们当前理解的物理规则——打开了一扇大门。

这把钥匙，未来可能解开宇宙最深的谜团：为什么我们（物质）存在？ 这项突破性研究成果10月23日刚刚登上国际顶尖期刊《科学》（Science）杂志。

我们是如何窥探原子核内部的？

在过去，方法只有一个：砸！

动用长达数公里甚至数十公里的庞大设施，将粒子加速到近乎光速，然后狠狠地撞向原子核，在“废墟”中寻找线索。

这就像你想知道一块百达翡丽的内部结构，于是你选择用铁锤砸。效率极低，而且极其粗暴。

但现在，一切都变了。

科学家们找到了一个“天选之子”——镭-225。

它的原子核，藏着一个惊人的秘密：它不是一个完美的球形。

它是一个“梨形”。

你没听错。一个在亚原子尺度下分了“头”和“尾”的梨子。

这种怪异的不对称性，使它成为了一个“新物理的超级放大器”。理论预测，那些可能解释了宇宙中“物质-反物质失衡”的微弱信号，在它这里会被放大数千倍！

谁抓住了它，谁就可能第一个看到标准模型之外的风景。

但镭-225极其“暴躁”。它具有强放射性，寿命很短，在它衰变前你根本没时间好好研究它。

怎么办？

MIT的科学家们使出了一个“绝招”：给它配一个“监护人”。他们强行将镭原子和氟原子“捆绑”在一起，制造出了一种奇特的分子——镭-19-氟。

这就是那个“超微对撞机”的诞生地！

在这个分子内部，存在着一个极其恐怖的内部电场，比人类在地球上能制造的任何电场都强悍数个数量级。

在这个“高压锅”里，镭原子的电子被狠狠地“挤压”，它们唯一的出路，就是短暂地“钻入”那个它们本该在外面环绕的原子核！

这就是碰撞的开始。电子不再是旁观者，它成了深入敌后的“信使”。

“信使”已经派出，我们如何读取它带回的情报？

团队动用了超高精度的激光光谱技术。他们像调校最精密的乐器一样，精确测量这个“信使”电子的能量状态。

就在此时，意想不到的事情发生了。

测量数据与理论预测值，出现了偏差！

如果原子核只是一个完美的“点”，那么电子的能量应该是一个A值。但科学家们测到的，却是一个B值。

理论翻车了！

这个微小的能量偏移，就是“信使”带回的全部情报。它用数据告诉科学家：我进去了。里面的情况和你们在外面猜的完全不一样！

这个偏移，揭示了原子核内部“磁化强度分布”的精细细节。

简单说，原子核并不是一块均匀的磁铁。它内部的质子和中子（它们就像小磁针）的排布方式，反过来影响了“信使”电子的能量。

根据这篇论文的计算，这个效应（被称为玻尔-魏斯科普夫效应）导致的能量偏移，占到了总磁相互作用的近5%。这是人类首次在分子中观测到这一效应。

这5%的偏差，为什么能“颠覆认知”？

因为它证明了：我们手里的这把“尺子”是准的。

我们不仅成功地在分子里造出了“对撞机”，我们还精确地读懂了碰撞的结果。

我们的存在，本身就是物理学标准模型最大的Bug。

这个模型预言宇宙中的物质和反物质应该一样多，它们会相互湮灭，宇宙中只剩下光。但你现在正在看这篇文章，这说明物质赢了。

为什么？一定有某种未知的物理规则（即对称性破缺）在暗中“拉偏架”。

而镭-19-氟这个“梨形”分子放大器，正是寻找这个“Bug”的最强探针。

今天，我们用它读懂了核磁分布。

明天，我们或许就能用它开辟“新物理”的大门，并最终回答那个终极问题：我们，究竟为何存在？

参考文献：

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].