最近的研究顯示，科學家首次直接觀察到複雜分子中的微小運動，這一發現發生在一個名為 2-iodopyridine 的分子被強力 X 射線束擊中之後。這項研究在德國漢堡附近的歐洲 XFEL 進行，研究者利用高強度、超短的 X 射線脈衝來照射這個分子，過程中能量剝離了分子的電子，使其變成一個高度帶電的系統，隨即因相互排斥而破碎。通過追踪被彈出的碎片，科學家能夠在分子破裂的瞬間重建其形狀和內部運動。
根據研究團隊的說法，這個分子並非剛性，而是因為量子波動而持續運動。研究人員使用了一種稱為 COLTRIMS 的反應顯微鏡，該設備能夠在飛秒（10^-15 秒）的時間尺度內追踪帶電粒子。這個裝置能同時記錄多個碎片，並幫助生成分子結構在分解前的完整三維地圖。研究者發現，碎片的飛行方向並不符合分子預期的平面幾何形狀，反而顯示出微妙的變形，這是時間凝固下運動的痕跡。
這一研究的重點在於量子零點運動，這種運動即使在絕對零度的情況下也始終存在。研究人員指出，這種運動並非隨機，而是原子之間協調的顫動，這是量子力學的特徵。通過這項實驗，科學家們不僅能夠觀察到量子運動，還能夠更深入理解物質在量子尺度上的行為，這對未來的化學、物理和量子建模研究具有重要意義。
為了驗證他們的觀察結果，研究者將實驗數據與計算機模擬進行比較，並發現僅靠經典物理無法重現所見的現象。只有在納入量子效應後，模型才能與實驗數據對應。這項研究的成功使得科學家能夠從部分數據重建出完整的分子幾何形狀和運動，這在分子成像技術上是一個重大突破。科學家們表示，這樣的發現不僅令人興奮，還對推進科學研究至關重要。研究結果已在《科學》期刊上發表，預示著在量子物理的探索上又邁出了重要的一步。
