物理学家首次观察到分子中的罕见共振，关键是用什么技术发现的

声音可以打碎酒杯，原因是共鸣。虽然玻璃可能会对大多数声学音调产生轻微振动，但与材料的固有频率共振的音调会使其振动过度，导致玻璃破碎。共振也发生在更小尺度的原子和分子上。当粒子发生化学反应时，部分原因是特定条件与粒子产生共振，促使它们发生化学反应。但原子和分子始终在运动，处于一种振动和旋转状态的模糊状态，找出最终引发分子反应的精确共振状态几乎是不可能的。

美国科学家的一项新研究揭开了这一谜团的一部分，该团队报告称，他们首次在碰撞的超冷分子中观察到共振。他们发现，当暴露在非常特定的磁场中时，一团超冷钠锂（NaLi）分子的消失速度比正常情况快100倍。分子的快速消失意味着磁场将粒子调谐成共振，促使它们比正常情况下反应更快，这一发现揭示了驱动分子发生化学反应的神秘力量。他们还建议，科学家有朝一日可以利用粒子的自然共振来控制某些化学反应。

“这是两个超冷分子之间首次出现共振。有人认为，分子是如此复杂，以至于它们就像一片茂密的森林，在那里你无法识别出一个共振。但我们发现一棵大树以100倍的比例脱颖而出，我们观察到了完全出乎意料的情况。”在分子云中，碰撞不断发生。粒子可能会像疯狂的台球一样相互撞击，或者以一种短暂但关键的状态粘在一起，称为“中间复合体”，然后引发反应，将粒子转化为新的化学结构。

科学家们说：“当两个分子发生碰撞时，大多数时候它们不会达到中间状态，但当他们产生共鸣时，进入这种状态的速度会急剧上升。中间络合物是所有化学背后的奥秘，通常，一个化学反应的反应物和产物是已知的，但不知道其中一种如何导致另一种。了解一些分子的共振可以让我们对这种神秘的中间状态有一个新的理解。”

科学家们已经在超冷的原子和分子中寻找共振的迹象，温度稍微高于绝对零度。这样的超冷条件抑制了粒子的随机、温度驱动的运动，使科学家有更好的机会识别出任何细微的共振迹象。1998年，同样也是这位科学家首次在超冷原子中观察到这种共振。他观察到，当一个非常特定的磁场被施加到超冷的钠原子上时，磁场增强了原子相互散射的方式，这一效应被称为Feshbach共振。从那时起，他和其他人在涉及原子和分子的碰撞中寻找类似的共振。

“分子比原子复杂得多，它们有很多不同的振动和旋转状态，因此，还不清楚分子是否会表现出共振。”几年前，科学家们提出了一个类似的实验，看看在冷却到绝对零度以上百万分之一度的原子和分子混合物中是否能观察到共振的迹象。通过改变外部磁场，他们发现，他们确实可以在钠原子和钠锂分子中发现几个共振，这是他们去年报道的。

“她发现其中一个共振不涉及原子。她用激光吹走了原子，其中一个共振仍然存在，非常尖锐，只涉及分子。分子似乎消失了——这是粒子发生化学反应的一个迹象——比通常情况下暴露在非常特定的磁场下要快得多。”在他们最初的实验中，科学家们施加了一个磁场，他们在1000高斯范围内变化。之后科学家们发现，锂钠分子突然消失，速度比正常情况快100倍，在这个磁场范围的很小范围内，大约为25毫高斯。与一米长的棍子相比，这相当于一根头发的宽度。

科学家们解释说：“要在这个干草堆里找到针，需要仔细测量，但我们使用了一种系统的策略来放大这种新的共鸣。”最后，该团队观察到了一个强烈的信号，表明这个特定的场与分子共振。这种效应增强了粒子在短暂的中间复合物中结合的机会，然后引发反应，使分子消失。总的来说，这一发现提供了对分子动力学和化学的更深入理解，虽然该团队预计科学家无法在有机化学水平上激发共振和控制反应，但有朝一日可能在量子尺度上实现这一目标。

“量子科学的一个主要主题是研究日益复杂的系统，尤其是当量子控制可能即将实现时，这种共振首先出现在简单原子中，然后出现在更复杂的原子中，导致了原子物理学的惊人进步。既然这在分子中出现了，我们应该首先详细了解它，然后让想象力游走，思考它可能有什么好处，也许构建更大的超冷分子，也许研究有趣的物质状态。”