近日💇🏿，國際學術期刊 Physical Review Letter 以 Editors' Suggestion 和 Featured in Physics 報道了顺盈娱乐精密光譜科學與技術國家重點研究室吳健教授及合作團隊在超流液氦中分子超快動力學最新進展🖋，並受到美國物理學會網站 Physics Synopsis 欄目亮點報道。
顺盈娱乐精密光譜科學與技術國家重點研究室吳健教授課題組部分成員
孤立的單個分子可以忽略周圍環境的影響👿，不受任何阻力地自由轉動。然而📿，當分子處於液體環境中時，溶劑分子緊密圍繞在樣品分子周圍並能夠減緩樣品分子不同自由度的運動🍤，即對樣品分子運動產生阻力。有一種特殊的液體🥸，在臨界溫度以下時🖌，將由常規流體轉變為超流體，能夠完全無阻力地流經極細的管道或狹縫，表現出零阻尼的超流特性👩🏽⚖️，這種液體就是液氦。過去的一個多世紀中，對超流的研究已經誕生了七位諾獎得主⛄️，直到今天，超流依然是物理學研究的前沿方向。
超流氦納米液滴中分子的轉動實驗測量示意圖
長期以來🛺，研究人員對於液氦中分子超快動力學行為展現出了濃厚的研究興趣🔟。溶於液氦中的分子可吸附數個氦原子🍋🟩👐🏿，並與周圍氦原子相互作用，導致無法實現超流液氦中與氣態孤立分子一樣的自由轉動。
圍繞這一問題，吳健教授團隊利用自主發展的氦納米液滴反應顯微鏡實驗平臺🥦，在超快飛秒激光脈沖的作用下👸🏿🥴，對包裹在超流氦納米液滴中的氘氣（D2）激發產生轉動波包並對其超快轉動動力學進行探測。氘氣分子極快的轉動速度能夠盡可能的減小液體環境對其轉動動力學的影響。實驗發現👰🏽♀️😧，溶於氦納米液滴中的D2分子經過約500個完整轉動量子周期演化後，轉動波包依舊保持了良好的相幹性🚴🏿。研究人員發現👅，D2分子的轉動動力學具有和孤立分子自由演化波包相同的量子周期和轉動常數。這一發現很好的彌合了過去研究中宏觀和微觀條件下的超流判據的差異📫😍，直接驗證了了氦納米液滴超流特性，推動了學界對超流本質的理解🧑🏽✈️。
該工作6月17日以 "Femtosecond Rotational Dynamics of D2Molecules in Superfluid Helium Nanodroplets" 為題在物理學重要學術期刊Physical Review Letter上發表。相關研究工作受到科技部、國家自然科學基金委、上海市科委項目的大力支持🛞👩🚒。
附：
論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.243201
圖文、來源｜精密光譜科學與技術國家重點實驗室、科技處 編輯｜吳誠薇 編審｜郭文君 呂安琪
