作者哈里森·塔索夫，加州大学圣巴巴拉分校 一个未知的分子离子被描绘在一个有两个镭离子的陷阱里
镭离子的荧光提供了一种测量神秘离子质量的方法，通过范和他的同事们介绍的方法，确定它为RaOCH3+
照片信用:马克斯·拉达巴姆 每个领域都有其基本原则
对经济学来说，它是理性的行动者；生物学有进化论；现代地质学建立在板块构造的基础上
物理学有守恒定律和对称性
例如，能量守恒定律——认为能量既不能被创造也不能被消灭——自古以来就指导着物理学的研究，随着时间的推移变得更加形式化
同样，宇称对称性表明将一个事件转换成它的镜像不应该影响结果
随着物理学家努力理解量子力学真正奇异的规则，似乎有些对称性并不总是成立
安德鲁·贾伊奇教授专注于研究这些对称性破缺，试图阐明新物理学
他和他的实验室成员刚刚在《物理评论快报》上发表了一篇论文，报道了合成和检测离子的进展，这些离子是对时间对称性破坏最敏感的测量方法之一
时间对称性意味着当时间向前或向后运行时，物理定律看起来是一样的
“例如，如果时间之箭倒转，台球在桌子上的轨迹就会简单地折回，”贾伊奇说
但这并不适用于所有的物理交互
理解T对称何时以及为什么会崩溃，可以为物理学中一些最大的未决问题提供答案，比如为什么宇宙中充满了物质，却缺少反物质
“我们所知道的物理定律平等地对待物质和反物质，”贾伊奇说，“然而宇宙早期的事件更倾向于物质而不是反物质。”
“这些都是棘手的问题，背后还有近一个世纪的工作要做
为了解决这些问题，贾伊奇和他的团队可控地合成、捕获和冷却了放射性分子RaOCH3+和RaOH+，这两种分子大大提高了对T对称性破坏的敏感性
第一作者樊明玉是贾伊奇实验室的博士生，他发现了一种在电磁阱中探测暗离子的技术
这些粒子不散射光，这意味着研究人员无法用照相机检测到它们
在调整一些实验参数时，范注意到通常静止不动的被俘获离子以大而固定的振幅快速振荡
他发现这种行为为探测这些难以捉摸的离子提供了强有力的信号
“这种受控的运动放大使我们能够精确、快速地测量离子的运动频率，从而测量其质量，”范说
贾伊奇和范在之前的一项研究中报告了他们在激光冷却镭离子方面的成功，这是首个实现这一重元素壮举的科学家
实验室最近的突破使他们更接近使用放射性分子测试时间对称性破坏的最终目标
研究人员在最近的工作中使用了镭-226，它有138个中子，没有核自旋
他们计划在他们计划的违反对称性实验中使用稍微轻一点的同位素，镭-225，它具有必要的核自旋
实验室的其他成员正致力于激光冷却和捕获镭-225离子，并对包含它的放射性分子进行光学光谱分析
“这些结果对我们计划中的‘大’实验来说是一个明显的突破，”贾伊奇说
“我们制造了这些非常灵敏的检测器，其中单个分子的灵敏度可以对违反测试设置新的限制
这打开了一个新的范式来衡量违反测试
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