科技日報柏林11月14日電 （記者李山）奧地利因斯布魯克大學和量子光學與量子資訊研究所的科學家在冷原子系統中觀測到一種特殊的巨型量子三體態——葉菲莫夫激發態（Efimov態）。對Efimov態及其相關少體束縛態的觀測可普遍加深人們對稀疏量子少體系統的理解。相關研究成果被收錄在物理評論快報精選集中，並附有評論員文章。

　　三個圓環兩兩互不相扣，但整個系統卻扣連在一起的拓撲結構被稱作博羅梅安環（Borromean）。在量子物理中也有類似的現象，當兩個全同粒子間的相互作用無法把它們束縛在一起時，三個全同粒子卻可能形成一個稀疏的三體束縛態——Efimov態。

　　進一步的科學計算發現，如果相互作用每增加22.7倍，就會出現一個大22.7倍的新Efimov態。當相互作用趨於無窮大時，這一系列Efimov態的束縛能形成一串幾何級數。每個Efimov態附近，還存在相關的四體、五體甚至更多粒子形成的束縛態。由於計算中僅有兩個假設：全同粒子（玻色子）且短程（接觸）相互作用，所以這是一個非常普遍的結論，在核子、冷原子、冷分子系統中都有意義。

　　由於多體束縛態非常脆弱、容易衰變，加上傳統核子實驗難以調控粒子間的相互作用強度，使得觀測Efimov態十分困難。2006年，奧地利因斯布魯克大學和量子光學與量子資訊研究所的魯道夫·格裏姆教授帶領的研究小組首次觀測到了Efimov態的直接證據。和Efimov態相關的四體和五體束縛態也隨後在同一實驗組被發現。在不同的冷原子系統中，孤立的Efimov態已經被觀測到。但一系列的Efimov態，特別是其週期律的存在，一直缺乏實驗觀測的直接支援。

　　2014年5月，格裏姆研究小組通過進一步冷卻銫原子到10納開爾文以下，使用體積更大、弧度更小的勢阱來囚禁原子，並更精密地調控原子相互作用，終於發現了比之前觀測到的Efimov態大近22.7倍的新Efimov態。這個三體束縛態的尺寸約是氫原子的20萬倍，和一個細菌差不多大。這在原子和分子體系中算是“巨型”了。

　　接受科技日報記者採訪時，論文的第一作者、博士生黃博介紹説：“由於Efimov態是量子三體系統的經典模型和重要代表，對Efimov態及其相關少體束縛態的觀測普遍加深了我們對稀疏量子少體系統的理解。”

　　總編輯圈點

　　通常來講，量子科學研究並熟悉的，是雙粒子或無窮多粒子組成的系統，對若干粒子組成的“少體系統”卻知之甚少，而這恰恰是核物理、分子物理、材料物理乃至量子資訊研究的重要內容。科學家對Efimov態的觀測彌補了“少體系統”領域的系列缺憾，其重大意義不僅在於“巨型”隱含的多種可能性，更在於它為亞穩定原子核、非常規超導機制等研究帶來的借鑒和啟發。