香港中文大學與中國科學院理論物理研究所等合作，成功把超冷極性鈉－銣分子（NaRb）冷卻至玻色－愛因斯坦凝聚（BEC）狀態，進一步觀察到自束縛量子液滴的形成過程。這項成果為凝聚態物理研究提供了新的實驗平台。成果已刊於《自然－物理》。

論文：

• https://www.nature.com/articles/s41567-026-03362-9

研究背景

玻色－愛因斯坦凝聚態自 1995 年首次實現後，科學家一般以普通原子來製備這一物質形態。若使用極性分子，則變得更具挑戰性，也更有潛力。極性分子具有永久電偶極矩、豐富的轉動與振動自由度，因此可進入經典原子系統難以實現的強耦合與長程相互作用。然而正因這樣，它們在超低溫下更容易在碰撞中形成瞬態複合體並流失，令蒸發冷卻難以持續進行。這一問題一直阻礙極性分子進入量子簡併區域。

研究成果

香港中文大學物理學系王大軍教授，與中國科學院理論物理研究所石弢研究員等合作，成功在基態鈉－銣（NaRb）極性分子中實現玻色－愛因斯坦凝聚。

王大軍教授

本研究的技術核心是雙微波屏蔽（dual microwave shielding）：團隊在分子J=0 到 J=1 旋轉躍遷附近引入兩個藍失諧的微波場，分別誘導分子形成旋轉偶極與振盪偶極，從而在分子之間建立一個可控的長程排斥勢壘，阻止它們靠近至會發生損失性碰撞的短程區域。

因此，這套系統能在不完全關閉分子間相互作用的情況下，大幅降低非彈性碰撞損失，同時保留足夠的彈性碰撞速率，使蒸發冷卻得以成功。

雙微波屏蔽方案

團隊逐步降低光阱勢，讓最熱的分子逸出，剩餘分子則最終跨越相變點，進入量子簡併區域。研究顯示最終獲得包含約 500 個分子的基態 NaRb 凝聚體。團隊還根據飛行時間膨脹法，觀察到一種自束縛量子液滴相的形成。

本研究顯示，雙微波屏蔽輔助蒸發冷卻法可成為一條具普適性的路徑，把極性分子帶入量子簡併區域，形成玻色－愛因斯坦凝聚。該方法可望用於研究新型量子相、強偶極多體效應、量子物理等問題，包括量子液滴相本身。

研究團隊

論文共同第一作者為香港中文大學的 Zhaopeng Shi、Zerong Huang。共同通訊作者為王大軍教授、石弢研究員。

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