超冷分子反应的状态到状态控制

反应体系的量子控制已实现微观层面的相互作用势探测、新反应路径开启以及利用量子统计改变反应速率。然而，将此类控制扩展到反应产物的量子态仍具挑战性。本工作中，我们通过核自旋自由度实现了这一目标，该结果依赖于核自旋在反应过程中的守恒。利用共振增强多光子电离谱研究超冷KRb分子双分子反应生成的产物，我们发现体系对反应物的核自旋保持了近乎完美的记忆，表现为产物转动态的强烈宇称偏好。我们利用这一效应，通过外磁场改变初始核自旋态的相干叠加，从而改变这些产物态的占据。以此方式，我们得以在量子态分辨下控制双分子反应的输入与输出。此处展示的技术为研究反应路径间的量子干涉、反应产物间的量子纠缠以及状态到状态层面的超冷反应动力学开辟了可能。