一個多世紀以來，核衰變的檢測主要基于捕獲衰變產物所沉積的能量。這些方法包括在介質中檢測電離、閃爍或聲子。這些方法高度依賴于探測器，這些探測器通常采用精密的電子設備和專用材料。雖然這些方法有效，但它們有一個重大的局限性：在衰變過程中發射的中性粒子，如中微子，通常會逃逸檢測，因為它們不與探測器相互作用，導致數據不完整。

然而，最近發表在《物理評論快報》的一項突破性進展提供了革命性的方法——核衰變的力學檢測。這一新方法通過利用動量守恒的基本原理，徹底改變我們對放射性過程的理解。

傳統上，像蓋革計數器或閃爍體這樣的探測器依賴于帶電粒子與探測器材料的相互作用。這種相互作用會導致探測器材料中產生二次帶電粒子或原子激發，然后可以通過電子方式進行測量。然而，這些方法對像中微子這樣的中性粒子視而不見，中微子可以簡單地穿過探測器而不與之相互作用。

力學檢測背后的巧妙概念在于認識到任何核衰變過程都必須遵循動量守恒定律。當原子核發生衰變時，它會釋放一個或多個粒子。這意味著整個系統，包括衰變的原子核本身，都會經歷一個反沖——一個微小但可測量的運動。動量守恒原理確保了這種方法對所有在衰變中發射的粒子都敏感，包括那些中性的、傳統上難以檢測到的粒子。

研究人員通過將放射性材料嵌入直徑3微米的二氧化硅球來演示這一概念。用激光冷卻固體球，以最大限度減小其熱振動，并將其懸浮到光學阱中。當衰變事件發生在材料內時，后坐動量會使固體球發生微小的振動。這種振動可能非常小，約為10納米左右，但借助像干涉儀這樣的極其靈敏的儀器，這些微小的運動可以被檢測到。研究人員觀察珠子長達三天，記錄了一系列突然的跳躍。

這種方法的優點在于其普遍性。與依賴于特定粒子相互作用的傳統探測器不同，力學檢測對施加給系統的任何動量都敏感，無論發射粒子的性質如何。這意味著即使像中微子這樣的難以捉摸的中性粒子，也可以通過其對衰變原子核及其周圍材料產生的后坐效應間接檢測到。

此外，力學探測器的高靈敏度可以允許研究極罕見的衰變過程，這些過程會釋放非常低能量的粒子。這可能會導致我們對基本核力和物質基本組成部分的理解取得突破。

這種新發現的中性粒子檢測能力有可能解鎖有關核過程的大量新信息。例如，中微子在許多天體物理現象中發揮著關鍵作用，從大質量恒星的核心到超新星的運作。通過力學檢測這些事件中產生的中微子，科學家可以獲得對這些天體內部運作的寶貴見解。

然而，核衰變力學檢測領域仍處于起步階段。目前這些探測器的靈敏度有限，需要進一步改進以提高區分真實衰變事件和背景噪聲的能力。此外，制造和操縱這些懸浮珠子需要相當的技術專長。

盡管存在這些挑戰，但潛在回報卻巨大。隨著研究的進展和這些探測器的不斷完善，它們有可能徹底改變我們對亞原子世界的理解，為探索核衰變的隱形領域提供新的窗口。核衰變檢測的未來可能不僅僅是關于能量，而是關于最微小的動量。