氢气分子作为最简单的分子，是用于探究光与物质相互作用的一个重要靶源。实验上基于氢气分子在强场下的动力学研究极大深化了人们对于分子与激光相互作用的认识，氢气分子也成为验证化学物理理论模型的重要研究对象。事物的发展往往从简单到复杂，从孤立氢气分子的研究转到分子在耗散环境中的研究是研究者们不断探索的方向。将分子放置于液相环境中，以研究液相环境对于分子动力学的影响，正是其中一个方向，而氦纳米液滴也因此成为一个备受欢迎的反应容器。

氦纳米液滴由成千上万个氦原子组成，是一个温度在0.37K，具有超流特性的反应容器。氦纳米液滴可用于捕获许多种类的分子，并且与被捕获分子间仅存在非常弱的相互作用，因此被视为理想的容器。由于氦纳米液滴的超流特性，一些小分子，例如氘气分子，能在液滴中实现近乎无阻尼的自由转动。大量研究针对液滴中分子的核运动，但是分子核与电子的关联运动并未涉及。近来，吴健教授研究团队利用氢气分子在氦纳米液滴中的电子与核关联效应，观测到氢气分子的增强解离效应，并成功通过物理模型解释了该现象。

在孤立分子实验中，氢气分子在飞秒激光脉冲的作用下发生电离解离产生H+。但在液滴中，氦原子参与到了氢气分子的解离过程，形成HHe+，如图1(a)所示。核碎片出射液滴时与氦原子发生碰撞损失能量，因此核碎片的动能不足以还原液滴内部初始的反应过程。此时，电子能谱成为一个有效的观测量。利用离子与电子符合测量技术，可以有效提取出与不同核碎片相关联的电子能谱信息。实验中，发现HHe+对应的电子能谱相较于H+发生了0.5eV的移动，如图1(d)所示。这表明氢气离子的解离过程发生在更低的振动能级，即低振动能级的氢气离子的解离得到了增强。氦纳米液滴在反应中所起的增强解离效果颠覆了以往对于该反应容器的刻板印象，更多新奇的研究现象有待研究者探索。

该研究成果以华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室为第一单位发表于Physical Review Letters 130, 033201 (2023)。

图1： (a) 离子碎片位置与飞行时间图。(b) 动能谱图。 (c) 电离解离示意图。  (d) 电子能谱图。