リチウム-ヘリウム化合物

リチウム-ヘリウム化合物は、2013年に検出された。従来⁷Li⁴Heは0.0039 cm⁻¹ （7.7×10⁻⁸eV, 1.2×10⁻²⁶J, 6 mK^[2]）の結合エネルギーを持ち、結合長は28 Åであると予測されており^[1]、ファンデルワールス結合を持つヘリウム分子は、Ag³He、He₂が知られていた^[1]。リチウム-ヘリウム化合物の検出は、蛍光によって行われ、X²Σ状態のリチウム原子がA²Π状態は励起し、スペクトルには一対の線が現れ、それぞれが⁷Liの超微細構造に分裂した。これらの線の波数はそれぞれ14902.563, 14902.591, 14902.740, 14902.768 cm⁻¹であり、2対は0.177 cm⁻¹離れていた。これは、LiHe分子の2つの異なる振動状態（1/2および3/2）によって説明される^[1]。原子間の結合が極めて弱いため、いかなる回転や振動にも耐えられず分離してしまう。最も弱い回転状態のエネルギーは40 mKおよび80 mKであり、6 mKの結合エネルギーを上回っている^[2]。

リチウム-ヘリウム化合物は、1～5 Kの極低温ヘリウム緩衝ガス（英語版）への金属リチウムのレーザーアブレーション（英語版）によって合成された。LiHe分子の割合は、Heの密度に比例し、温度上昇に伴って減少する^[1]。

リチウム-ヘリウム化合物は極性分子であり、常磁性体である^[2]。

リチウムとヘリウム原子の平均距離は同位体によって異なり、⁶LiHeでは48.53 Åであるが、⁷LiHeでは平均で28.15 Åであり、はるかに小さい値をとる^[3]。

リチウム-ヘリウム化合物のヘリウム原子が励起し、1s電子が2sへ遷移すると、エネルギーの移動によりリチウムをイオン化し、分子が分離する。これは原子間クーロン崩壊（英語版）と呼ばれる。Li⁺とHeの崩壊生成物のエネルギー分布は、十数回上下に振動する曲線を描く^[3]。