超冷化学反应升温

无论化学反应是多么具体，概率仍然决定着反应是否发生。但如果你能消除这些猜测呢?上个月，我们报道了化学物理学的一个里程碑:这是科学家第一次操纵单个原子将它们结合成单个分子．

超冷的条件使这个实验成为可能。尽管当温度接近绝对零度时，“超”似乎还不够。相比之下，即使是星际空间看起来也很温和，其宇宙背景辐射最低为2.7K。我们可以肯定地说，低温(低于1K)和超低温(低于1mK)的温度只在实验室中达到过。

几十年来，科学家们在将粒子冷却到极低温度方面取得了扎实的进展，有几种方法可以将分子冷却到毫开尔文范围。在这样的温度下冷却和捕获原子的技术发展，包括磁法和激光法，本身就是了不起的。从超冷原子过渡到超冷分子，同样需要重大的技术进步，以摆脱分子额外的旋转和振动自由度。超冷原子和分子本身可以产生新型激光，或者成为新型高分辨率光谱学的基础。

但在超冷温度下的化学反应远非寒冷。冷意味着慢。慢意味着量子。量子意味着控制。将一个粒子减速到它的德布罗意波长与粒子之间的距离相当或更长，量子力学效应就会变得更加突出。这意味着科学家可以使用电场或磁场、电磁波或光学晶格来控制这些粒子。这样的控制可以用于极精确地操纵碰撞，或者诱导原本不会发生的反应，让我们深入了解几何效应或分子间相互作用。化学可能是相当基础的，但这些实验的遗产可能是非凡的，如果他们回答了基本的化学问题。

玻色-爱因斯坦凝聚态和超流体，以及各种自旋态的玻色子和费米子原子可能已经让物理学家们兴奋了一段时间，但化学家们才刚刚开始对超冷研究的乐趣感兴趣。