作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 信用:鲍姆等人
哈佛-麻省理工学院超冷原子中心的研究人员最近展示了极性自由基一氢氧化钙的一维磁光阱
发表在《物理评论快报》上的一篇论文中概述的这项技术是通过使用辐射激光冷却技术冷却氢氧化钙实现的
“冷分子是非常复杂的系统，可以成为强大的测量工具，在标准模型或复杂的建筑模块之外寻找新的物理，以构建新的量子系统并模拟它们的行为，”进行这项研究的研究人员之一路易斯·鲍姆告诉《物理》杂志
（同organic）有机
“在低温下，我们甚至能够完全操纵单个分子，控制它们与环境和彼此之间的相互作用
" 受冷分子揭示新物理机制的潜力的启发，研究人员开始研究当冷却技术应用于其他化合物或化学物种时会发生什么
虽然有几种方法可以产生冷分子，但鲍姆和他的同事使用了直接激光冷却，这在过去十年中被证明特别有效
鲍姆说:“随着控制双原子分子能力的增长，我们很想将同样的激光冷却技术应用于简单的分子，扩展到更大、化学成分更多样的物种。”
“即使从双原子分子转变为三原子分子，如CaOH，也大大增加了系统的复杂性，但它也带来了新的有趣的自由度
我们希望利用这些新的自由度来进行一些令人兴奋的实验
" 信用:鲍姆等人
在最近的实验中，研究人员能够通过观察分子束宽度的微小变化来演示一维MOT，这与他们使用的分子的横向温度相对应
MOT基本上是通过重复散射光子来工作的
然后，这些散射光子中的每一个都向被限制在陷阱内的分子传递一小股动量
“通过磁场和偏振激光的仔细结合，我们可以控制哪些分子受到这些刺激，”鲍姆解释说
“当我们瞄准最快的分子和靠近陷阱外部的分子时，该系统既提供冷却又提供捕获
然而，在分子中，同样的内部复杂性使它们变得有趣，这使得它们很难散射大量的光子
" 迄今为止，通过复杂分子散射大量光子被证明是极具挑战性的
这主要是因为当分子散射光子时，它们会衰变为受激振动状态，这是激光无法解决的
这可能最终导致分子在陷阱中丢失
鲍姆和他的同事实现的一维MOT弥补了这种不良影响
因此，研究人员提供了第一个具体的例子，说明如何通过散射几百个光子来操纵分子
信用:鲍姆等人
鲍姆说:“我们的工作不仅证明了以前开发的技术可以应用于多原子系统的原理，而且我们还表明，我们发现了一类分子，尽管它们内部复杂，但我们可以散射2000多个光子。”
“此外，我们知道分子处于哪种振动状态，因此我们可以恢复它们
" 通过使用一些额外的激光，鲍姆和他的同事预计他们的方法应该能够散射超过10，000个光子
这意味着在未来的实验中，他们的方法也有可能扩大到覆盖所有三个维度
大约十年前，物理学家认为直接激光冷却多原子分子是不可行的，如果不是完全不可行的话
这组研究人员最近进行的研究进一步证明冷却这些复杂分子实际上是可能的
“我们希望我们的演示和未来的进展将为探索物理和量子化学的前沿提供一个新的实验平台，”鲍姆说
“我们近期目标是将我们的结果扩展到三维的氢氧化钙模型，作为未来实验的起点
人们可以想象将单个分子装入光镊中，并为量子模拟或计算建立新的平台
" 信用:鲍姆等人
在他们的下一项研究中，鲍姆和他的同事们还想研究基本的碰撞过程，换句话说，当两个分子碰撞时，在量子水平上会发生什么，这一点仍然知之甚少
碰撞研究可能最终为蒸发冷却技术的发展铺平道路，蒸发冷却技术可能使更极端的冷却成为可能，并有可能产生多原子分子的简并量子气体
鲍姆说:“我们最近还完成了一些工作，将激光冷却扩展到更大的物种一甲醇钙，这表明我们的技术可以推广到具有化学甚至生物相关性的分子。”
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