超冷原子和分子的研究是物理學中最前沿和最令人興奮的領域之一，它們的運動幾乎停止，只受量子力學的規律支配。在這樣的極端條件下，原子和分子會展現出一些非常奇妙和有趣的性質，比如超流性、玻色-愛因斯坦凝聚、量子相變等等。這些性質不僅可以幫助我們理解物質的本質，還可以為實現新型的量子技術和量子信息處理提供可能性。

大多數超冷原子和分子的實驗都是用雙原子分子，也就是由兩個原子組成的分子，比如氫分子、堿金屬分子等。這是因為雙原子分子相對簡單，容易制備和操縱。但是，如果我們想探索更復雜的分子，比如三原子分子、四原子分子甚至更多原子的分子，我們會遇到很多困難。首先，復雜分子的內部結構更加豐富，有更多的能級、振動模式和旋轉模式，這使得它們的冷卻和控制變得更加困難。

其次，復雜分子之間的相互作用也更加復雜，有更多的碰撞通道和化學反應，這使得它們的穩定性和壽命變得更低。因此，目前實現超冷復雜分子的方法非常有限，而且效率非常低，只能制備出少量的分子，而且溫度也遠遠高于超冷的標準。

那么，有沒有一種方法可以突破這些限制，實現大量的超冷復雜分子呢？答案是肯定的，而且這種方法非常巧妙和創新。這就是最近一篇發表在《自然》雜志上的論文所介紹的方法。他們利用了一種叫做電場聯結的現象，成功地制備出了大約1100個超冷的四原子分子，也就是由兩個雙原子分子組成的分子。這些四原子分子的溫度只有134納開爾文，比之前實現的四原子分子的溫度低了3000倍，而且具有很高的相空間密度，達到了0.04。這些四原子分子還具有很好的穩定性，即使在自由空間或光學阱中，它們的壽命也可以達到8毫秒，這足以進行很多有趣的物理實驗。更重要的是，這種方法是通用的，可以用來制備任何類型的超冷復雜分子，只要它們由極性分子組成。

那么，這種電場聯結的現象是什么呢？它是一種利用外加電場來調節分子之間的相互作用的技術，可以使分子形成一種新的束縛態，叫做電場聯結態。這種態的特點是，它不是由分子之間的本征相互作用產生的，而是由外加電場產生的。也就是說，如果沒有電場，這種態就不存在，分子就會飛散開來。這就好比用一根繩子把兩個或多個球綁在一起，如果沒有繩子，球就會自由運動，如果有繩子，球就會形成一個穩定的結構。這種電場聯結態的好處是，它可以很容易地通過調節電場的強度和方向來控制，而且不受分子的內部結構和化學性質的影響。這就為實現超冷復雜分子提供了一個非常靈活和有效的手段。

那么，這種電場聯結態是如何實現的呢？首先，我們需要有一種極性分子，也就是具有電偶極矩的分子。這種分子的電偶極矩可以被外加電場極化，從而產生一個電場誘導的電偶極矩。這個電偶極矩可以與其他分子的電偶極矩相互作用，從而產生一個電偶極-電偶極相互作用。這種相互作用是吸引的，而且隨著分子之間的距離的增加而快速衰減，所以它可以形成一種弱束縛的分子態，叫做電偶極分子。這種電偶極分子的能量和壽命都取決于電場的強度和方向，以及分子的相對取向。

如果電場很強，或者分子的相對取向與電場平行，那么電偶極分子的能量就會很低，壽命就會很長。如果電場很弱，或者分子的相對取向與電場垂直，那么電偶極分子的能量就會很高，壽命就會很短。這就意味著，我們可以通過改變電場的強度和方向，來控制電偶極分子的形成和解除。這就是電場聯結的基本原理。