中安在線、中安新聞客戶端訊 據(jù)中國(guó)科大官網(wǎng)消息 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、趙博等在超冷分子量子調(diào)控中取得重要進(jìn)展。在該研究中，他們?cè)谥苽湔駝?dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)基態(tài)的分子過(guò)程中，觀測(cè)到共振受激拉曼絕熱通道和失諧受激拉曼絕熱通道之間的干涉，向基于超冷原子分子的量子模擬邁進(jìn)了重要一步。近日，這一研究成果以編輯推薦的形式發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

超冷原子分子因其高度可控性，一直以來(lái)是量子模擬研究的理想候選。超冷原子分子量子模擬利用高度可控的量子系統(tǒng)來(lái)模擬復(fù)雜的難于計(jì)算的物理系統(tǒng)，不僅為經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法有效處理的大規(guī)模計(jì)算難題提供了解決方案，也可以揭示復(fù)雜物理系統(tǒng)的規(guī)律，從而在化學(xué)和材料設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

超冷分子的量子調(diào)控是超冷原子分子量子模擬領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。自2008年美國(guó)科學(xué)院院士黛博拉·金(Deborah Jin)和葉軍(Jun Ye)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)小組利用受激拉曼絕熱通道技術(shù)(Stimulated adiabatic Raman passage)制備了銣鉀超冷分子以來(lái)，多種堿金屬原子的分子陸續(xù)在其他實(shí)驗(yàn)室中利用相同的技術(shù)被制備出來(lái)。受激拉曼絕熱通道技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分子不同內(nèi)態(tài)之間高效的轉(zhuǎn)移。在過(guò)去三十年間，這項(xiàng)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于物理和化學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，并且已經(jīng)成為制備超冷振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)基態(tài)分子的關(guān)鍵技術(shù)。分子具有非常復(fù)雜的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)和超精細(xì)結(jié)構(gòu)。一直以來(lái)，人們普遍認(rèn)為在多能級(jí)分子體系中通過(guò)共振光耦合來(lái)選取等效的三能級(jí)系統(tǒng)，分子會(huì)在共振拉曼絕熱通道的驅(qū)使下完成內(nèi)態(tài)的轉(zhuǎn)移。其他的能級(jí)由于單光子失諧遠(yuǎn)大于激光拉比頻率，對(duì)內(nèi)態(tài)的轉(zhuǎn)移的影響可以忽略不計(jì)。

在該項(xiàng)研究成果中，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)到失諧的受激拉曼絕熱通道和共振受激拉曼絕熱通道之間的干涉現(xiàn)象。這種干涉現(xiàn)象在過(guò)去的研究中一直沒(méi)有被觀測(cè)到過(guò)。這一實(shí)驗(yàn)解決了例如基態(tài)分子超精細(xì)態(tài)純度和相干性等一系列懸而未決的問(wèn)題。利用這種干涉，研究人員實(shí)現(xiàn)了受激拉曼絕熱通道干涉儀，并利用干涉儀高精度的測(cè)量了基態(tài)分子核自旋的相互作用常數(shù)。

該實(shí)驗(yàn)的重要意義在于，這是第一次觀測(cè)到共振受激拉曼絕熱通道和失諧拉曼絕熱通道之間的干涉現(xiàn)象，闡明了失諧拉曼絕熱通道在分子內(nèi)態(tài)轉(zhuǎn)移中的不可忽視的作用。這一工作得到了審稿人的高度評(píng)價(jià)：“這是一個(gè)出乎意料的結(jié)果。失諧的受激拉曼絕熱通道在某些條件下不能被忽略，而是會(huì)和共振受激拉曼絕熱通道發(fā)生明顯的干涉。受激拉曼絕熱通道技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三十年，令人驚訝的是這個(gè)現(xiàn)象以前沒(méi)有人注意到過(guò)”，“這一工作對(duì)其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)受激拉曼絕熱通道具有重要的指導(dǎo)意義”。