原子和分子气体中的超低温为产生新的化学分支提供了条件，在这一分支中，观察到了原子间新的弱结合机制。例子包括Feshbach分子，Efimov态，少体碰撞复合物和超远程Rydberg分子。其中超远程Rydberg分子包括通过高激发的Rydberg电子和极化的基态原子之间的散射而形成的Rydberg基态分子，以及由范德瓦尔斯型相互作用结合的两个Rydberg原子组成的Rydberg大二聚体。长程相互作用和相应的键长比基态原子大数个数量级，使光学显微镜和带电粒子光学能够对其进行空间分辨探测。这些检测方案还可以研究Rydberg阻塞、Rydberg-Rydberg空间相关性和多体状态，以及Rydberg大二聚体的性质。

2022年5月18日，德国物理研究所和集成量子科学与技术中心Tilman Pfau小组在《Nature》杂志上，发表了题目为“Observation of a molecular bond between ions and Rydberg atoms”的文章。具有高激发电子的原子称为Rydberg原子，可以形成不寻常的分子键。这些键与众所周知的离子键和共价键的不同之处不仅在于它们的结合机制，还在于它们的键长可达数微米。在这里，他们观察到一种新型的分子离子，它是基于离子电荷与几微米键长的Rydberg原子的反转诱导偶极子之间的相互作用而产生的。他们利用高分辨离子显微镜测量了分子的振动光谱，并在空间上解析了分子的键长和角排列。由于键长较大，分子动力学非常缓慢。这些结果为未来分子动力学时空效应的研究铺平了道路。

【编译：拜合提亚尔·买买提】