8月24日消息，据ScienceDaily报道，哥廷根大学一个跨学科团队成功成像了一个仅有数纳米尺寸的有机分子的三维波函数（分子轨道），成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

量子力学长期以来挑战着「物体在某一时刻占据一个确定位置」的直觉认知：电子等基本粒子由「波函数」描述——研究者可据此计算位置与动量等性质的概率。分子内部，电子波函数即「分子轨道」，蕴含分子如何行为、如何与环境相互作用的关键信息，包括如何吸收光线以及化学反应如何展开。获得波函数的完整三维图像等于拿到分子行为的强大视图，但成像一直极其困难。

研究团队的做法是将先进光电子能谱与复杂数学算法结合。「波函数是量子力学中的基本量，但它无法被直接观测或测量，」哥廷根大学Stefan Mathias教授解释。由于波函数本身不可直接测量，研究者利用光电子能谱测得的投影数据，再以算法层析重构出完整的三维轨道结构。

方法学意义在于：这是「实验+计算」混合范式的又一里程碑——类似医学CT从多角度投影重建内部结构，该技术从光电子发射分布重建分子的电子结构。对光化学、光伏材料与催化研究而言，直接「看见」分子轨道意味着可以验证理论计算、理解激发态动力学，进而为设计更好的光吸收分子与功能材料提供实验地基。 （来源：ScienceDaily）