科技日報北京6月13日電（記者劉霞）美國科學家揭開了困擾科學界數十年的基礎問題。加州大學爾灣分校與洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家攜手，首次精確測定了一氯化鋁這種簡單卻關鍵的雙原子分子的電偶極矩。這項突破性成果發表于最新一期《物理評論A》雜志，將為量子技術、天體物理及行星科學等領域帶來深遠影響。
分子中的正負電荷“分庭抗禮”時，就會形成電偶極矩，導致電子分布不均。以一氯化鋁為例，其電偶極矩不僅主導分子間及其與環境的作用機制，更深刻影響著其化學鍵形成、溶劑反應等過程。在物理學和天文學領域，科學家可以利用電偶極矩使相鄰分子相互作用，例如，使其發生量子糾纏等。
一氯化鋁已成為超冷量子計算平臺的重要候選材料。在該領域，需要精準了解由電偶極矩驅動的分子間相互作用。然而此前，科學界僅能通過理論估算其電偶極矩值——約1.5德拜（1德拜=3.336×10-30庫侖·米）。
在最新實驗中，研究團隊另辟蹊徑，通過定制激光系統、真空裝置和高精度光譜分析設備，在真空環境中生成一氯化鋁分子束并解析其光譜特征，最終測得其電偶極矩的精確值為1.68德拜，同時顯著提升了理論模型的準確度。
研究團隊表示，無論是深化對遙遠恒星的認知，還是實現下一代量子計算機，精確測量一氯化鋁的電偶極矩是解鎖未來發現的基礎性一步。
例如，人們已在處于恒星演化后期階段的漸進巨星的大氣內檢測到一氯化鋁，準確的電偶極矩數據有助科學家了解這種恒星發出星光的分子特征。此外，對詹姆斯·韋布空間望遠鏡等尖端設備觀測數據的解析，也將因這一測量結果而更加可靠。
研究團隊計劃繼續探索一氯化鋁，也希望借助最新技術研究其他分子和原子，為天體化學、基礎物理學和材料科學領域的新發現奠定基礎。他們的下一個目標是次氟酸，這種特殊物質可能成為檢驗物理標準模型邊界的新工具。
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