邁出重要一步，中國(guó)科學(xué)家又達(dá)成一項(xiàng)國(guó)際首次

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、趙博等，在國(guó)際上首次制備了高相空間密度的超冷三原子分子系綜，向基于超冷分子的超冷量子化學(xué)和量子模擬研究邁出了重要一步。12月2日，相關(guān)研究成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

利用高度可控的超冷分子來(lái)模擬復(fù)雜的難于計(jì)算的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，可對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行精確的全方位的研究，因而在超冷化學(xué)和新型材料設(shè)計(jì)中具廣泛的應(yīng)用前景。但由于分子內(nèi)部的振轉(zhuǎn)能級(jí)非常復(fù)雜，缺少激光冷卻所需要的循環(huán)躍遷，導(dǎo)致通過(guò)直接冷卻的方法來(lái)制備超冷分子非常困難。隨著冷原子技術(shù)的發(fā)展，從超冷原子出發(fā)相干合成超冷分子為制備超冷分子系綜提供全新途徑。

科研團(tuán)隊(duì)從量子簡(jiǎn)并的鈉鉀分子和鉀原子混合氣出發(fā)，將鈉鉀分子–鉀原子散射態(tài)絕熱地轉(zhuǎn)移到三原子分子束縛態(tài)，從而利用磁締合技術(shù)相干地制備了高相空間密度的超冷三原子分子系綜。研究利用射頻解離技術(shù)將三原子分子解離成自由的鈉鉀分子和原子，獲得三原子分子的解離譜，從而實(shí)現(xiàn)了三原子分子的直接探測(cè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所獲得的三原子分子氣的相空間密度比其他方法提高約10個(gè)量級(jí)。超冷三原子分子系綜的制備為模擬量子力學(xué)下三體問(wèn)題鋪平道路，所獲得的高相空間密度也使制備三原子分子的玻色–愛(ài)因斯坦凝聚成為可能。審稿人一致認(rèn)為該研究工作是超冷分子研究領(lǐng)域的里程碑，為超冷化學(xué)和量子模擬的研究開(kāi)辟新方向。