我国科学家首次观测到超低温下原子分子间的碰撞共振

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中国科学家首次在超低温下观察到原子和分子之间的碰撞共振

最近，由中国科学技术大学潘建伟教授和赵波教授领导的团队首次在超低温条件下成功地观察到了原子与分子三体系统之间的碰撞共振，揭示了原子与分子相互作用的量子本质，这在以前只是理论上的讨论，解决了10多年来超冷量子化学研究领域的一个突出问题。相关成果发表在国际学术期刊《科学》上。

宇宙中所有的原子和分子都在不断运动，它们如何运动和碰撞是物理学家一直想了解的一个重要定律。“通过慢射技术，我们可以看到子弹是如何穿过西瓜、玻璃等物体的。如果我们能制作这样一部“三维电影”，展示原子和分子在不同场景中相遇和碰撞的细节，科学家就能从量子水平理解化学反应的微观规律，并希望理解原子和分子的最终运动。法律。”潘建伟说，通过拍摄“样品”和理论计算相结合，可以建立一个模型来推断分子和原子之间的相互作用。“如果所有‘角色’都被模拟，量子力学就可以用来模拟原子和分子世界的真实运作。”

超低温双原子分子已经被世界上许多实验室制备出来，但是多原子分子系统的复杂性大大增加，理论无法计算。十多年来，观察超冷分子的碰撞共振一直是这一研究领域的主要实验挑战。根据赵波的说法，体积大质量重的分子只有在极低的温度下才会表现出显著的量子行为。在这种情况下，分子运动非常缓慢，所以科学家可以通过电场或磁场锁定研究对象，并有足够的时间来研究和控制它们的结构和运动。

潘剑伟和赵波的研究小组在超冷原子气体混合物中制备了温度只有几百纳开尔文的超冷分子(“开”是热力学温度，“开”相当于1摄氏度)。他们将钾40原子与钠23和钾40分子混合，并在基态制备了不同的超精细能级。在这个钾-钠-钾三体系统中，他们利用磁场的精确调节来寻找碰撞共振，最后“拍摄”了11个共振。

该研究小组表示，下一步将测量更多的共振，并希望与理论家合作，找到一个准确的预测模型来理解和预测超低温下的原子分子碰撞。“这也是研究超冷分子碰撞的最终目标。”潘剑伟说道。(赵泳鑫、范琼、白泽)

来源：搜狐微门户