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近日，中国科学技术大学教授潘建伟、赵博等，在国际上首次制备了高相空间密度的超冷三原子分子系综，向基于超冷分子的超冷量子化学和量子模拟研究迈出了重要一步。12月2日，相关研究成果在国际学术期刊《科学》上发表。

利用高度可控的超冷分子来模拟复杂的难于计算的化学反应过程，可对复杂系统进行精确的全方位的研究，因而在超冷化学和新型材料设计中具广泛的应用前景。但由于分子内部的振转能级非常复杂，缺少激光冷却所需要的循环跃迁，导致通过直接冷却的方法来制备超冷分子非常困难。随着冷原子技术的发展，从超冷原子出发相干合成超冷分子为制备超冷分子系综提供全新途径。

科研团队从量子简并的钠钾分子和钾原子混合气出发，将钠钾分子–钾原子散射态绝热地转移到三原子分子束缚态，从而利用磁缔合技术相干地制备了高相空间密度的超冷三原子分子系综。研究利用射频解离技术将三原子分子解离成自由的钠钾分子和原子，获得三原子分子的解离谱，从而实现了三原子分子的直接探测。

实验结果显示，所获得的三原子分子气的相空间密度比其他方法提高约10个量级。超冷三原子分子系综的制备为模拟量子力学下三体问题铺平道路，所获得的高相空间密度也使制备三原子分子的玻色–爱因斯坦凝聚成为可能。审稿人一致认为该研究工作是超冷分子研究领域的里程碑，为超冷化学和量子模拟的研究开辟新方向。