在量子條件下觀察到化學反應的進行，這是科學家們在半個世紀前就開始尋求得到的“真相”。而據物理學家組織網10月12日（北京時間）報道，以色列魏茨曼科學研究所的團隊現在已用實驗證實了這一點，相關研究結果已刊登在本周出版的美國《科學》雜志上。

      我們知道，當分子破裂成原子，原子重新排列組合生成新物質的過程，被稱為化學反應。這其實是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程，因而是否生成了新物質成為判斷一個反應是否為化學反應的依據。而量子效應，需要在超低溫等極端條件下，由大量粒子組成的宏觀系統整體呈現出一種量子現象??據量子理論的“波粒二象性”學說，此時量子效應使微觀的實物粒子也可以像光波水波那樣，具有干涉、衍射等波動特征。

      量子理論預測化學反應與量子效應二者的關系為：量子效應的機制可以讓化學反應偏離傳統方向，獲得新的反應結果??譬如在接近絕對零度的環境中，量子效應開始“介入”后，化學反應進行的速率應當比在傳統化學中要高得多。

      但這個看似簡單的描述卻耗費了科學界半個世紀之久的探索。起初啟動這一實驗的科學家在試驗中利用兩束低溫超聲束對撞，以前所未有的分辨率觀察到了化學反應的進行。但那次碰撞的相對速度實在太高??導致了超過100開爾文的溫度，結果“抹煞”掉許多量子效應。其后多年來科學家試圖巧施妙術控制住溫度，但量子效應與化學反應仍像魚與熊掌，不可兼得。

      現在，埃德?奈爾維修斯博士和他的小組出現了重大創新，他們總結前人之法，采用“合并”而非“對撞”兩束超聲束??在直線上產生第一束，再使用磁性裝置使第二束彎曲直到它平行于前者，這樣超聲束再快，粒子們相對速度也為零，終于實現了只比絕對零度高0.01k的溫度環境下，首次用實驗方法在量子條件下觀察到化學反應進行：兩束超聲束其一含有氦原子激發態，另一含有氬原子或氫分子，而在隨后的化學反應中，氬或氫分子被離子化??釋放出電子。而在經典效應中本該隨溫度下降逐漸放緩的反應速度，卻在超聲束合并后突然達到了高峰和低谷，量子隧穿效應的跡象出現。

      據奈爾維修斯介紹，這是實驗第一次證明，在超低溫條件下化學反應的速率可以發生戲劇性變化；其也為反應動力學學科提供出一個超靈敏的探測器?？梢灶A見到的是，該實驗將解決許多難題，尤其是關乎那些在冰冷的星際空間中所發生的化學反應。

    總編輯圈點

     該結果給人們一個機會，得以深入洞察粒子作為波的形式存在的奇異量子世界；更重要的是，它可能解釋在茫茫星際空間中，那些無比寒冷地區曾經或正在發生著怎樣的化學反應。這是令人鼓舞的重大發現，然而也應該清醒認識到，長達半個世紀的探索和堅持獲得的只是一個在實驗室狀態下的觀測方法，這意味著我們還遠沒有理解哪怕最簡單的電離反應，下一步需徹底重新思考和建設一個更佳的理論模型。長路漫漫，希望不息，仍需探索不止。