“三体问题”这一数学上的未解之谜也走入了不少人的视野。简而言之，就是三个物体在真空中通过引力相互作用，而其动力学方程由于太过复杂，atv，至今无解。

这次，科学家把三体问题代入了量子力学的范畴，探究了一种由三个原子组成的非常规分子。这种分子通过量子尺度上的作用力结合，而非我们所熟悉的共价键。

那么，“量子三体”又有什么神奇的内部效应呢？

图丨Efimov分子想象图

Efimov 分子是一种奇异的量子颗粒，它的形成问题长期以来没有定论。来自芝加哥大学的物理学家的最新研究解决了这个困扰许久的问题。

这项研究发布在 5 月份的自然物理杂志上，文章给出了之前理论和实验对于Efimov 分子形成的不同说法，并发现科学家基于近十年实验给出的关于形成的简单描述是有错误的。这项研究的结果有助于理解复杂分子是如何在早期宇宙中构成以及复杂材料是如何应运而生的。

Efimov分子是一种量子体，它通过量子尺度上的相互力将三个粒子结合在一起，这三个粒子可以形成分子，但其中的任意两个粒子之间却无法做到。量子体有无数中组合方式和能级大小，其结构取决于原来三个粒子直接的相互作用力。

本质上来说，Efmov效应是量子力学中三体系统所产生的特性，由俄罗斯理论物理学家V. N. Efimov于1970年提出。三个相同的玻色子相互作用时，三体系统的能级顿时有了无限种组合方式，而同样的两个粒子却往往无法满足这一能量极限。

图丨博罗米恩环

人们用拓扑学上的“博罗米恩环”来比喻这一状态——在三环相扣的系统中，任意一环的缺失都会导致整个系统的失灵。

之前实验上表明 Efimov 分子的尺寸大致正比与形成它的原子尺寸，这一性质被物理学家称作为普遍性（universality）。芝加哥大学的物理学教授 Cheng Chin所领导的研究却发现，事实并非如此。

他表示：“普遍性假设在过去的 10 年中已经被反复论证，几乎所有的实验都表明，该假设与事实相符。但是一些理论家认为真实的世界远比这个简单的普遍性公式更复杂。应该有一些其他因素来打破普遍性假说。

实验对铯原子和锂原子所组成的 Efimov 分子进行了极为精密的探测，得到了的6Li–133Cs 混合物的共振强度，并将其与过往研究和理论预测的数值做了对比 ——最后发现测量值与预测值并不统一。

图丨Efimov分子想象图

“我必须说这一结果让我非常吃惊，在没有看到实验数据前我根本无法预测实验的结果。”Chin感叹道。

该实验的主要设计者、Chin 的学生 Jacob Johansen 表示：“我们希望能够给出一劳永逸的解释。如果我们看到实验结果和其他性质没有任何关系，那么理论是有严重错误的。同时如果我们看到了和其它性质有关系，那么也就意味着普遍性理论的瓦解。不过作为科学家，不管是什么情况，只要是解决了问题，那么都感觉挺不错的。”

与常规的三原子分子（如水分子H2O）不同，Efimov分子的构成与原子间化学键完全无关，而是通过量子作用力结合在一起的。因此其相互作用力十分微弱，直播，即使是室温条件下的热能就足以破坏他们间的连接。

图丨水分子中的共价键和氢键

因此，Efimov 分子的实验只能在绝对零度之上 500 亿分之一度的极端条件下进行，在加上强磁场来控制原子间的相互作用。当磁场强度在一个特定的范围之内，原子间的相互作用就会被大大增强，从而连接形成Efimov分子。通过分析温度、磁场这些精确的形成条件，科学家就能推断出分子的尺寸。

但是控制一个足够精确的磁场来进行测量是极其困难的，用于产生磁场的电流同时也会产热，而这部分热能就足以扰动磁场，使得重复实验变的非常困难。该磁场会在一定范围内波动，而波动幅度相当于地球磁场的百万分之一到千分之一。