你能用一个原子代替两个原子产生化学键吗？这听起来像是违反科学定律——就像是一巴掌拍出一片水花——但是科学家们认为他们可能已经找到了一种方法。
该方法基于所谓的里德堡原子，该原子的价电子被激发到高激发态，其能级结构由里德堡能级公式描述。俗称巨原子或脂肪原子。这些原子通常能形成一种特殊类型的双原子键，即所谓的三叶虫分子。由于它的高能级，价电子远离原子核。
新的研究表明，大半径电子轨道是形成大三叶虫分子的关键，也可以将里德堡氢原子与空间中的一个点“结合”。
M.艾利斯/普渡大学
用抽象的语言来描述是非常简单的，但是这一发现可以开辟新的技术来改变许多化学反应。
印第安纳州普渡大学的研究员马修·艾勒斯告诉《新科学家》的安迪·科格兰:“我们预测它在寒冷的环境中可以存在数百微秒甚至更长时间。”
Eiles和他的团队将这种新的化学键描述为“鬼键”——一种孤独的高能电子，它基本上被我们哄骗到一个位置，在这个位置上，它应该互相结合，同时假装另一个原子存在。这是通过向原子交替发射电脉冲和磁脉冲序列来实现的，使电子和原子核之间的距离保持在几十纳米。
但目前，这仍只是一个假设:研究人员实际上并没有在现实中创造幽灵纽带，但他们建立的数学模型和计算机模拟结果表明，它可以在实验室中实现。
“我认为这实际上是可以做到的，”苏黎世瑞士联邦理工学院的约翰尼斯·威廉·戴格尔迈尔告诉《新科学家》杂志。“那会很有趣。”
戴格尔迈尔是几年前首次开发超长里德堡原子的团队成员之一。这些特殊原子的尺寸为微米(约为正常值的1000倍)，在此基础上，重影化学键是可能的。
研究人员认为，通过精确操纵里德堡原子，也有可能获得其他“更奇异”的鬼态。它甚至可以用在量子力学领域，例如量子门的创造——来形成基本的量子电路。
任何在基本粒子水平上改变化学反应的东西——从利用光子产生和破坏化学键到利用单个原子产生化学键——都有可能开辟一系列新的研究方向。
根据这一假设，我们可能很快就能在实验室里看到单个原子的化学键。因为科学家的下一步是找出如何实现它。
"作为道德理论家，我们将把这一挑战留给专家和实验学家去欢呼."艾利斯告诉《新科学家》。
这项研究发表在《物理评论快报》上。