超冷分子-分子碰撞的反应动力学

在态到态的层面上研究化学反应检验并增进我们对化学过程的基本理解。为此类研究，利用超冷原子和分子反应物是便利的，因为它们可被制备在明确的内外部量子态中$^{1-4}$。一般而言，即便冷反应也有许多可能的最终产物态$^{5-15}$，因此反应通道难以逐个追踪$^{16}$。然而在特殊情况下，实质上仅参与单一反应通道，例如在两个原子复合形成Feshbach分子$^{17-19}$或原子-Feshbach分子交换反应$^{20,21}$中所观察到的。此处，我们研究两个Li$_2$-Feshbach分子的单通道反应，其中一个分子解离为两个原子$2\mathrm{AB}\Rightarrow \mathrm{AB}+\mathrm{A}+\mathrm{B}$。该过程是两类反应物产生三个产物粒子的四体碰撞的一类原型。我们测量此过程的碰撞解离速率常数作为碰撞能量/温度和散射长度的函数。我们确认了对碰撞能量的Arrhenius定律依赖、对散射长度$a$的$a^4$幂律依赖，并确定了普适的四体反应常数。