记者12月2日从中国科学技术大学获悉，该校学者潘建伟、赵博等，利用相干合成方法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。当日，这一研究成果发表在国际权威学术期刊《科学》杂志上，审稿人一致认为这一工作是超冷分子研究领域的一个里程碑，为超冷化学和量子模拟的研究开辟了新的方向。
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，可以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有广泛的应用前景。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了一条全新的途径。其中，如何制备超冷三原子分子是一道难题。
在中科大前期研究成果基础上，中科大、中科院化学所联合研究组在2022年初采用射频合成技术，实现了超冷三原子分子的射频合成。但直接探测三原子分子并制备超冷三原子分子系综仍然是一个实验上的巨大挑战。
在该项研究中，中科大团队首次成功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，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，获得了三原子分子的解离谱，从而实现了三原子分子的直接探测。实验结果为模拟量子力学下三体问题铺平了道路，所获得的高相空间密度也使得制备三原子分子的玻色–爱因斯坦凝聚成为可能。（记者 陈婉婉）
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