中新網(wǎng)合肥2月10日電 (記者 吳蘭)記者10日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、趙博等與中國科學(xué)院化學(xué)所白春禮小組合作，在超冷原子分子混合氣中首次合成三原子分子，向基于超冷原子分子的量子模擬和超冷量子化學(xué)的研究邁出重要一步。

　　這一成果北京時間2月10日發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。

　　量子計算和量子模擬具有強(qiáng)大的并行計算和模擬能力，不僅能夠解決經(jīng)典計算機(jī)無法處理的計算難題，還能有效揭示復(fù)雜物理系統(tǒng)的規(guī)律，從而為新能源開發(fā)、新材料設(shè)計等提供指導(dǎo)。利用高度可控的超冷量子氣體來模擬復(fù)雜的難于計算的物理系統(tǒng)，可以對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行精確的全方位研究，因而在化學(xué)反應(yīng)和新型材料設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　超冷分子將為實現(xiàn)量子計算打開新思路，并為量子模擬提供理想平臺。但由于分子內(nèi)部的振動轉(zhuǎn)動能級復(fù)雜，通過直接冷卻的方法來制備超冷分子非常困難。超冷原子技術(shù)的發(fā)展為制備超冷分子提供了一條新途徑。人們可以繞開直接冷卻分子的困難，從超冷原子氣中利用激光、電磁場等來合成分子。從原子和雙原子分子的混合氣中合成三原子分子，是合成分子領(lǐng)域的重要研究方向。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究小組在2019年首次觀測到超低溫下原子和雙原子分子的Feshbach共振。在Feshbach共振附近，三原子分子束縛態(tài)的能量和散射態(tài)的能量趨于一致，同時散射態(tài)和束縛態(tài)之間的耦合被大幅度地共振增強(qiáng)。原子分子Feshbach共振的成功觀測，為合成三原子分子提供了新機(jī)遇。

　　在該項研究中，研究小組首次成功實現(xiàn)了利用射頻場相干合成三原子分子。在實驗中，研究人員從接近絕對零度的超冷原子混合氣出發(fā)，制備了處于單一超精細(xì)態(tài)的鈉鉀基態(tài)分子。在鉀原子和鈉鉀分子的Feshbach共振附近，通過射頻場將原子分子的散射態(tài)和三原子分子的束縛態(tài)耦合在一起。隨后，成功地在鈉鉀分子的射頻損失譜上觀測到射頻合成三原子分子信號，并測量了Feshbach共振附近三原子分子的束縛能。

　　據(jù)介紹，這一成果為量子模擬和超冷化學(xué)的研究開辟了一條新道路。