分子的光谱为探索自然相关基本定律、搜索标准模型以外的新型物理粒子提供了广泛机会，放射性分子（Radioactive molecule）是一种含有单个或多个放射性原子的分子，分子中包含有重核原子或变形原子，同时展现了在检测奇偶校验和时间反向违规效应中的高敏感性。其中RaF由于在理论预测中具有适合用于激光冷却的结构，因此为其在高精确激光冷却中的应用提供了较好的机会。此外，当分子中含有八极形变的镭同位素，分子违反对称性的核矩效应发生显著的增强。但是，由于缺少稳定的Ra同位素，RaF相关研究明显的被局限了。欧洲核子研究组织（CREN）R. F. Garcia Ruiz、马尔堡大学R. Berger等提出了一种通过实验方法对短寿命放射性分子进行研究的方法，并能够在寿命只有几十毫秒的放射性分子进行测试，具有低洼能量电子态的不同同位素纯RaF分子通过共线共振电离（collinear resonance ionisation）方法与ISOLDE离子束设备进行测试。本研究结果说明，通过现有的激光冷却方法能够对RaF测试，并向着高精确度的结果更进一步。该研究结果同时为低寿命放射性分子的基础物理学研究提供了经验。

本文要点：

（1）

对4μs时间宽度的RaF⁺加速到39998 eV，随后通过和Na蒸气反应得到RaF。随后通过高能量的355 nm激光激发RaF分子进行离子化生成RaF⁺，并记录相对应的电子振动光谱。

以0.06 cm^-1 s^-1的扫描速率对A² Π_1/2 ← X2 Σ⁺转变过程进行研究，在5 h内对1000 cm^-1范围内²²⁶RaF的情况进行测试，并在+440 cm^-1和-440 cm^-1得到了一系列电子振动光谱（(0,0)，(1,1)，(3,3)，(4,4)）。此外，作者在15325 cm^-1附近观测到了A² Π_3/2 ← X2 Σ⁺高能量状态的电子振动光谱。

（2）

本反应为产生放射性分子的量速率低于10⁶ molecules s^-1的过程中对RaF进行研究，该研究结果展示了RaF放射性分子中的低能量电子结构。这项研究结果为更进一步对探索基本粒子以外的粒子物理学提供了非常好的平台。

参考文献

R. F. Garcia Ruiz*, R. Berger*, J. Billowes, C. L. Binnersley, M. L. Bissell, A. A. Breier, A. J. Brinson, K. Chrysalidis, T. E. Cocolios, B. S. Cooper, K. T. Flanagan, T. F. Giesen, R. P. de Groote, S. Franchoo, F. P. Gustafsson, T. A. Isaev, Á. Koszorús, G. Neyens, H. A. Perrett, C. M. Ricketts, S. Rothe, L. Schweikhard, A. R. Vernon, K. D. A. Wendt, F. Wienholtz, S. G. Wilkins & X. F. Yang

Spectroscopy of short-lived radioactive molecules, Nature 2020

DOI：10.1038/s41586-020-2299-4

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2299-4