近日，中國科學技術大學教授潘建偉、趙博等，在國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和量子模擬研究邁出了重要一步。12月2日，相關研究成果在國際學術期刊《科學》上發表。

利用高度可控的超冷分子來模擬復雜的難于計算的化學反應過程，可對復雜系統進行精確的全方位的研究，因而在超冷化學和新型材料設計中具廣泛的應用前景。但由于分子內部的振轉能級非常復雜，缺少激光冷卻所需要的循環躍遷，導致通過直接冷卻的方法來制備超冷分子非常困難。隨著冷原子技術的發展，從超冷原子出發相干合成超冷分子為制備超冷分子系綜提供全新途徑。

科研團隊從量子簡并的鈉鉀分子和鉀原子混合氣出發，將鈉鉀分子–鉀原子散射態絕熱地轉移到三原子分子束縛態，從而利用磁締合技術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，從而實現了三原子分子的直接探測。

實驗結果顯示，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個量級。超冷三原子分子系綜的制備為模擬量子力學下三體問題鋪平道路，所獲得的高相空間密度也使制備三原子分子的玻色–愛因斯坦凝聚成為可能。審稿人一致認為該研究工作是超冷分子研究領域的里程碑，為超冷化學和量子模擬的研究開辟新方向。

(央視新聞客戶端 總臺央視記者 帥俊全)