格拉茨理工大学克里斯托弗·佩尔兹尔 实验物理研究所的飞秒动力学研究小组再次在量子物理领域取得了成功
从左到右:这项研究的作者帕斯卡尔·海姆、伯恩哈德·泰勒和马库斯·科赫，以及该研究所前所长沃尔夫冈·恩斯特和他的同事斯特凡·塞斯尼克、莱昂哈德·特雷贝尔和迈克尔·斯塔德霍夫
信用:伦格哈默/图格拉茨 格拉茨实验物理研究所飞秒动力学研究小组组长马库斯·科赫和他的团队开发了时间分辨飞秒激光光谱学的新方法来研究分子系统中的超快过程
2018年，该小组首次证明了在氦纳米微滴中可以观察到光诱导过程，氦纳米微滴是一种纳米大小的超流体氦微滴，用作量子溶剂
在他们的研究中，研究人员将一个铟原子放入液滴中，并利用泵浦探针原理分析了系统的反应
原子被超短激光脉冲激发，在飞秒(10-15秒)内引发氦环境的重排
延时的第二个激光脉冲探测了这一发展，并提供了系统行为的信息
成功的下一步 使用同样的技术，科赫和他的同事米丽娅姆·迈耶、伯恩哈德·泰勒和帕斯卡·海姆第一次可视化了氦滴内部单个孤立分子的运动
研究人员通过在氦滴中连续加载两个铟原子，在氦滴中形成了一个铟二聚体分子
然后，他们通过光激发引发分子振动，并用同样的泵探针技术实时观察原子核的运动
研究人员认为实验的两个方面特别重要:首先，它证明了这样的实验能够观察到超快的分子内过程——即
e
在受激分子中发生的过程
氦对嵌入的分子影响不大 其次，该小组发现超流氦对分子振动的影响明显弱于水或甲醇等常规溶剂
分子内过程通常受到与环境相互作用的影响，在常规溶剂中，这种相互作用如此强烈，以至于在四分子过程中无法观察到，正如伯恩哈德·泰勒解释的那样:“量子流体氦，其温度仅为0
4 K(注:负272
75摄氏度)，是真正特殊的，因为嵌入分子上的扰动非常低
此外，在其他技术中经常分裂的脆弱分子由于冷却机制而稳定，现在可以进行研究
" 马库斯·科赫想把这种方法扩展到复杂分子 “我们在氦纳米液滴中看到了巨大的潜力，因为它们为创造分子系统提供了极好的机会，”科赫说，并解释了他和他的团队为什么为飞秒研究开发这种方法
下一步，飞秒动力学小组的目标是更复杂的系统
“我们用作模型系统的铟分子结构非常简单，但在未来，我们希望研究技术上相关的更复杂的分子
我认为这是一种很有前途的分子工程方法，未来的材料是通过操纵分子成分的量子行为来开发的
"
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