里德伯分子

里德伯分子（Rydberg molecule）是一類電子激發的化學物質。分子的電子激發態通常在性質上與原子的電子激發態有顯著差異。對於高度電子激發的分子體系來說，激發電子與離子核的相互作用可以呈現出類似於氫原子中質子與電子之間相互作用的一般特徵。這些激發態的光譜歸屬遵循里德伯公式，該公式以瑞典物理學家約翰內斯·里德伯命名，因此這些激發態被稱為分子的里德伯態。里德伯級數通常與部分剝離離子核電子的過程相關。

每一條里德伯能級都趨近於與特定離子核構型相關的電離能閾值。這些量化的里德伯能級可以與准經典的玻爾原子模型對應。接近電離閾值能量時，主量子數越高，里德伯態之間的能量差越小。當電子在里德伯級數中被激發到更高能級時，電子離離子核的空間偏移增大，體系的行為更接近玻爾的准經典圖景。

主量子數較低的分子裡德伯態可能與分子的其他激發電子態相互作用，從而引起能量的偏移。分子裡德伯態的歸屬通常涉及沿里德伯級數追蹤從中等到高主量子數的能級。里德伯態的能量可以通過在里德伯公式中加入「量子缺陷」修正來進一步精確。量子缺陷修正可視為離子核分布特性的反映。

長期以來，分子裡德伯態的實驗研究主要依靠傳統方法。然而，雷射技術的發展，如共振電離光譜（Resonance Ionization Spectroscopy），使得通過這些里德伯分子作為中間態進行實驗變得相對容易。尤其是共振增強多光子離子化（REMPI）光譜學，因為多光子過程遵循的選擇定則與單光子過程不同。對高主量子數里德伯態的研究催生了多種光譜技術。這些「近閾里德伯態」壽命較長，尤其是軌道角動量較高且與離子核相互作用較弱的態。里德伯分子可以凝聚形成里德伯物質簇，其去激發壽命明顯延長。

氦二聚體分子（He₂*）是已知的首個裡德伯分子^[1]。

參見

• 里德伯原子