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化学反应量子干涉新效应被发现
更新时间:2020/5/21 来源:中国化工报
  

  中化新网讯 近日,中国科学院大连化学物理研究所的研究人员在最简单的氢原子加氢分子同位素(H+HD→H2+D)的化学反应中,发现了新的量子干涉效应。这一发现将有助于科学家更深入地理解化学反应过程,丰富对化学反应的认识。

  在化学反应中,量子干涉现象是普遍存在的。但是,想要准确理解这些干涉产生的根源非常困难,因为这些干涉的图样复杂,而且在实验上也难以精确分辨这些干涉图样的特征。

  H+H2及其同位素的反应是所有化学反应中最简单的。该体系只涉及3个电子,比较容易精确计算出这3个原子在不同构型时的相互作用力。在此基础上,通过求解相应的描述化学反应过程的薛定谔方程,就能够实现分子反应动力学过程的计算机模拟,从而做到在微观层次上深入理解化学反应过程。研究团队在2019年先期理论研究工作中发现,在特定散射角度上,H+HD反应生成的产物H2的多少会随碰撞能而呈现特别有规律的振荡。

  针对这个有规律的振荡现象,该团队开展了理论结合实验的详细研究。通过改进的交叉分子束装置,实现在较高碰撞能处对后向散射信号的精确测量,进一步发展了量子反应散射理论和利用拓扑学原理来分析化学反应发生途径的方法。该项研究一方面再次揭示了原子、分子因碰撞而发生化学反应过程的量子性,另一方面也揭示了化学反应的途径是复杂的。

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