研究人员表示，这一发现本身简单而基础，但其应用范围却广泛延伸至天体物理学和量子技术领域。

在依赖有根据的猜测数十年后，科学家们终于确认了一氯化铝（AlCl）的偶极矩。这种分子难以捉摸却非常重要，已知其潜伏在古老星系的内部。

电偶极矩是衡量极性的尺度 —— 这是决定任何系统（例如其沸点或溶解度）许多物理特性的关键因素。鉴于其重要性，上个月发表在《物理评论A》上的这一新成果，为从量子计算到天体物理学等广泛领域的应用带来了激动人心的机遇。

从根本上说，我们都是由分子构成的。我们所做的任何事情 —— 无论是拿起一杯咖啡，还是啜饮一口后消化咖啡 —— 都可以用分子相互作用来解释。这显然引起了科学家们的兴趣，并且原因众多。其一，了解不同分子彼此之间或与其环境如何相互作用，可以揭示它们各自特征的许多信息，类似于物理学家使用大型粒子对撞机研究不同粒子的方式。

但另一个原因是，相互作用本身 —— 在本例中即偶极矩 —— 能以意想不到的方式帮助科学家理解完全不同的系统。“在化学中，偶极矩影响着从成键行为到溶剂相互作用的一切，”加州大学河滨分校的物理学家、论文合著者伯吉·赫默林（Boerge Hemmerling）在一份声明中表示。“在生物学中，它们影响着诸如水中的氢键等现象。在物理学和天文学中，可以利用偶极矩使邻近的分子发生相互作用，例如，目的是在它们之间产生量子纠缠。”

加州大学河滨分校的天体物理学家、该研究的合著者斯蒂芬·凯恩（Stephen Kane）在同一份声明中补充道，一氯化铝的偶极矩尤其显示出在广泛应用领域的潜力。“精确的偶极矩数据改进了我们解读星光中分子特征的方式，”凯恩说。“通过一氯化铝测量揭示的恒星中铝与氯的比例，为恒星核合成以及这些天体的物质历史提供了关键线索。”

为了进行实验，赫默林和他的团队建造了一套他们历时七年多开发的定制激光真空系统，使他们能够进行高精度光谱分析。他们在装置内的真空中产生了一氯化铝分子束，拆解该分子以更好地理解其化学基础和行为。最终，他们得出一氯化铝偶极矩的值为1.68德拜（测量偶极矩的单位）。

这样一个基础数值花了近一个世纪才得以确定，这似乎有些奇怪，但事实证明之前的估算非常接近。1956年，化学家戴维·R·莱德（David R. Lide）估算一氯化铝的偶极矩为1.5德拜 —— 仅比赫默林的结果低0.18德拜。赫默林在同一份声明中表示，这种接近性证明了现有理论模型的有效性，同时也为如何进一步提高精度提供了一些线索。

“从加深我们对遥远恒星的理解，到赋能下一代量子计算机，精确测量一氯化铝的电偶极矩是为开启未来发现奠定基础的开创性一步，”赫默林说。

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