01 研究内容简介

在原子物理研究领域，激光冷却技术无疑是一场革命。这项技术让科学家能够将原子冷却到接近绝对零度，并实现了玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）这一量子现象。如今，科学家正致力于将这一技术拓展到更复杂的分子系统。

与原子相比，分子由于结构复杂，其冷却和操控比原子更具挑战性。传统冷却技术如斯塔克减速器虽然可以降低分子温度，但由于依赖于保守势场操控，难以获得高相空间密度。而激光冷却技术由于自发辐射引入损耗，突破了这一限制。通过选择具有高度对角化的Franck-Condon因子的分子，并巧妙利用角动量选择规则避免粒子泄漏到暗态，激光冷却分子在过去10来年获得重要突破，成功实现了少数分子的激光冷却和磁光阱（MOT）捕获。冷分子的温度从mK量级持续降低到uK量级，囚禁分子数也从几百个提升到十万个分子的量级，相空间密度提升了十个数量级，达到1E-6。

实现激光冷却分子的BEC将是学科发展的一个标志性成果，也是科学家在努力推动的前沿方向。但是目前冷分子的相空间密度还是过低，需要大幅度提升。本综述将梳理激光冷却和囚禁分子实验的完整技术链条，包括分子的缓冲气体预冷却，激光减速，磁光阱囚禁，深度冷却，微波屏蔽和蒸发冷却等。深入分析当前技术方案的优缺点，并探讨可能改进的方向。尽管挑战重重，激光冷却分子领域的发展速度令人振奋，可以预见，随着个技术环节的持续优化和协同发展，科学家有望在未来十年内首次观测到激光冷却分子的BEC，为基于冷分子的量子计算与模拟、量子精密测量等领域开辟全新的研究方向。

02 论文作者简介

第一作者：曾梓轩，浙江大学物理学院博士后。长期从事激光冷却分子实验研究工作。2015-2019，浙江大学本科毕业，2019-2024年浙江大学博士毕业。

通讯作者：颜波，浙江大学物理学院教授。长期从事冷原子，冷分子实验研究。在量子光学，冷原子物理，量子精密测量方面有丰富研究经验。2000-2004年，浙江大学本科毕业。2004-2009年上海光机所博士毕业。2009-2011年，中科大微尺度国家实验室，博士后。2011-2015年，美国科罗拉多大学JILA，博士后。2015年至今，浙江大学任教。

03 资助信息

本研究得到了国家重点研发项目(2023YFA1406703)，国家自然科学基金(12425408)的支持。

04 原文信息

Towards Bose–Einstein Condensate with laser-cooled molecules

DOI: