冷冻化学反应，以研究量子领域

化学反应通过中间状态将反应物转变为产物，其中粘合断裂和形式。往往太短暂地观察，这一阶段已经到目前为止躲避
了亲密的侦查。“冻结”反应物（这里，钾 - 铷分子）的旋转，振动和运动，温度为500 nanokelvin（几乎没有绝对零温度），产品允许的产品允许的数量有限。在中间的“被困”远远较长，研究人员可以直接观察PhotoIonization检测这个阶段。该技术铺设了朝向紫外分子的化学反应量子控制的方式。

已知宇宙中最寒冷的化学反应发生在似乎是激光的混乱混乱的情况下。外观欺骗：在那个艰苦的组织混乱中，在高于星际空间的温度较高的情况下，康 - ·克恩尼达到了精确度。迫使两个超级分子满足和反应，她破裂并形成了分子偶联史上的最寒冷的粘合。

“可能在接下来的几年里，我们是唯一可以这样做的实验室，”Ni实验室的博士法学者和2019年11月29日的第一个作者的博士学位学者Ming-Puang Hu说，“2019年11月29日）在科学中发表。五年前，NI，Morris Kahn化学和化学生物学副教授和超级化学的先驱，旨在建立一个可以实现任何现有技术的最低温度化学反应的新装置。但他们无法确定他们错综复杂的工程将有效。

现在，他们不仅表现了最寒冷的反应，他们发现他们的新装置可以做些什么，即使他们没有预测。在这种强烈的冷-500纳科克尔文中或仅仅估计绝对零的一百万学位，他们的分子减缓了这种冰川速度，NI和她的团队可以看到任何人无法看到的东西：两个分子相遇的那一刻形成两个新分子。从本质上讲，他们在最批判和难以捉摸的行为中捕获了化学反应。

化学反应是对所有内容的原因是：呼吸，烹饪，消化，创造能源，药品和家用肥皂。因此，了解他们在基本级别的工作如何帮助研究人员设计世界从未见过的组合。通过几乎无限数量的新组合，这些新分子可以具有从更高效的能量产生到新材料等无穷无尽的应用，如模具防墙和普通计算机的更好的构建块。

在她以前的工作中，NI使用了更冷和更冷的温度来工作这种化学魔法：锻造来自原子的分子，否则将永远不会反应。冷却到这样的极端，原子和分子缓慢到量子爬行，它们的最低能量状态。在那里，Ni可以操纵与最精确的分子相互作用。但即使她也只能看到她的反应的开始：两个分子进入，但那么是什么？在中间发生的事情是一个黑洞，只有理论可以试图解释。

化学反应仅发生在十亿分之一的十亿分之一，在科学世界中更好地称为皮秒。在过去的二十年中，科学家们使用了超快速激光器，如快动摄像机，在发生时捕捉反应的快速图像。但他们无法捕获整个画面。“大多数时候，”倪说，“你只是看到反应物消失了，产品出现在你可以衡量的时间。没有直接测量中间实际发生的事情。“到目前为止。

NI的Ultracold温度强制反应对相对麻木的速度。“因为[分子]太冷，”倪说，“现在我们有点有瓶颈效果。”当她和她的队伍反应两种选择的铷分子 - 选择的柔韧性时 - 超级燃料温度迫使分子在微秒的中间阶段徘徊。微秒 - 仅仅是百万分之一秒 - 可能似乎很短暂，但这比平常长期以来一大百万次，足够长的Ni和她的团队在债券中断和形成时，一个分子如何进入另一个分子。

通过这种亲密的愿景，倪称她和她的团队可以测试预测反应的黑洞发生的理论，以确认它们是否正确。然后，她的团队可以使用实际数据来制作新的理论，更准确地预测在其他化学反应中发生的事情，即使是那些在神秘的量子领域发生的东西。

该团队已经探索了他们在Ultracold试验床上可以学到的内容。接下来，例如，它们可以操纵反应物，在他们反应之前激动他们，以了解他们的加强能量如何影响结果。或者，它们甚至可以影响其发生的反应，扼杀一个分子或另一个分子。“随着我们的可控性，这次窗口足够长，我们可以探测，”胡说。“现在，通过这个装置，我们可以考虑这个。没有这种技术，没有本文，我们甚至无法想一想。“

参考：“直接观察Ultracold KRB分子的双分子反应”的M.-G。胡，Y.刘，D. D. Grimes，Y.-w。林，A.H.Gheorghe，R.Vexiau，N.Bouloufa-Maafa，O. Dulieu，T. Rosenband，以及K.-k。 NI，2019年11月29日，Science.Doi：
10.1126 / science.aay9531.

该研究部分由能源部，大卫和卢西罗·帕德拉德基金会和国家科学基金会资助。本文附加作者包括Yu Liu，David Grimes，Yen-Wei Lin，Andrei Gheorghe，R.Vexiau，N.Bouloufa-Maafa，O. Dulieu和T. Rosenband。