由於人類體型龐大且體溫較高，我們很少能親眼目睹量子力學的運作。為了做到這一點，物理學家使用雷射將原子冷卻到僅比絕對零度高萬億分之一度的程度。這足以減緩原子的運動速度，以便觀察它們遵循量子物理學規則。但是，冷卻由多個原子構成的分子已被證明更加困難：不知何故，這些超冷分子往往會悄悄地再次升溫，以至於研究人員無法再追蹤它們——物理學家將這種現象稱為“超冷分子損失”。發表在《自然·物理學》雜誌上的一項研究揭示了這種情況是如何發生的。
科羅拉多大學博爾德分校的物理學家Jun Ye說，能夠更好地觀察和控制超冷分子將有助於科學家們逐個組裝量子計算機，他沒有參與這項研究。但分子升溫卻給這個過程帶來了麻煩。作為超冷分子實驗的先驅，Ye早期就觀察到，反應——一個量子化學問題，而非量子物理學問題——不知何故使分子升溫。
哈佛大學的研究員、該研究的共同負責人Yu Liu說，研究人員原本計劃研究反應本身。但是，Liu說，“我們在研究過程中看到的情況最終給出了超冷分子損失這個問題的答案”。科學家們減緩了分子之間化學反應的速度，足以觀察到它們在被稱為“複合物”的狀態下的行為，這種狀態發生在反應的中間——在分子完全轉化為反應產物之前。由於分子透過電力與光相互作用，研究小組使用雷射來防止它們飛散。
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在室溫下，複合物存在的時間太短，無法觀察。在低溫下，它可以持續更長時間，但研究人員發現，這種永續性是有代價的：它使超冷複合物有時間與將其固定在原位的雷射光相互作用。這種相互作用使分子升溫，導致一些分子失去超冷狀態。
瞭解這種相互作用後，物理學家現在可以避免使用激發複合物的雷射型別。而且，觀察光-複合物相互作用的能力本身就很有前景。斯坦福大學的化學家南迪尼·慕克吉（Nandini Mukherjee）沒有參與這項研究，她說，探測複合物是“研究反應機制中長期追求的目標”。
Liu說，研究小組希望利用雷射來完全控制此類反應，共同第一作者胡明光（Ming-Guang Hu，同樣來自哈佛大學）補充說，這個過程最終可能會闡明量子力學規則如何使超冷分子反應與室溫下的反應不同。在解決了長期困擾量子物理學家的謎團之後，他們現在希望解釋更多關於量子化學的知識。