超冷LiCr：顺磁极性分子量子气体的新途径

双极性分子量子气体代表了跨学科应用的诱人框架，包括量子模拟与计算、受控量子化学和精密测量。通过联合实验与理论研究，我们在此探索了一类新型超冷顺磁极性分子，它结合了锂碱金属和铬过渡金属元素。聚焦于特定的玻色同位素体$^{6}$Li$^{53}$Cr，利用母体原子混合物的费米统计以及最近发现的合适Feshbach共振，我们制备了多达$50\times10^3$个超冷LiCr分子，峰值相空间密度超过0.1，这些分子制备在LiCr电子$六重$基态$X^6\Sigma^+$的最弱束缚无转动能级中。我们全面表征了分子气体，证明了LiCr二聚体的顺磁性质及其量子态的精确控制。我们研究了它们对非弹性过程的稳定性，并确定了一个参数区域，在该区域中纯LiCr样品的寿命超过0.2秒。与此并行，我们采用最先进的量子化学计算来预测LiCr基态和激发电子态的性质。我们确定了将弱束缚LiCr二聚体相干转移到其绝对基态的有效路径，以制备具有显著电偶极矩（3.3 D）和磁偶极矩（$5\,\mu_\text{B}$）的双极性分子超冷气体。