中国科学家发现化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象
中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作，发现了基元化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象，揭示了电子自旋-轨道相互作用对化学反应动力学过程的影响。这一研究成果于2021年2月26日发表在《科学》（Science）杂志上。
自1925年乌伦贝克和古德施密特发现电子自旋现象起，人们在原子和分子等体系中发现电子自旋与轨道角动量的耦合会导致许多有趣现象的发生，比如：原子能级的分裂，磁晶各向异性和半导体中的量子霍尔效应等。电子自旋和轨道角动量的耦合会对原子和分子的碰撞过程会产生影响。在化学反应中，电子自旋轨道耦合会导致反应散射分波的分裂，进而使得分波可能存在一些精细结构。但是长期以来，电子自旋轨道耦合是否能够以及如何影响化学反应的动力学过程仍然是一个未知并极具挑战的问题。
文章插图
图注： D原子产物离子速度影像，图左侧显示为前向散射方向的“马蹄铁”形结构。
为了解决这一问题，研究人员以实验和理论相结合对电子自旋和轨道角动量在氟原子与氢分子的反应F+HD->HF+D中的影响进行了研究。实验方面，通过将交叉分子束方法、时间切片离子速度成像技术与近阈值电离技术相结合，应用高分辨的实验测量获得了产物转动量子态分辨的微分散射截面，并在微分散射截面前向散射方向观测到了一个独特的马蹄铁形结构。理论方面，发展了考虑电子角动量效应的量子动力学理论模拟方法，对这个独特的马蹄铁形动力学结构进行了解释。理论表明这个动力学结构是由具有正负宇称的自旋轨道分裂的共振分波的量子干涉导致的。这一研究结果表明自旋-轨道相互作用能够有效地影响化学反应动力学过程。
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心陈文韬博士是本论文的第一作者。
该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项（B类）的支持。
（来源：中国科学技术大学官网）
【来源：人民日报客户端安徽频道】
【中国科学家发现化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn
推荐阅读
- 约瑟夫·拜登 非要跟中国较量？美国疯狂印钞6万亿，结果搬起石头砸自己的脚
- 油价 “负油价”后全球市场变化！美国每升不足2元，中国排名竟超国足
- 中国人 高晓松在晓松奇谈中言论引争议
- 诚实 中国首位女宇航员，为何返回后就没露面？原来一直在背后作奉献
- 伺服 “窝工”技术又双叒叕助力中国“太空首单”
- 研制 好消息中国航空航天技术飞速进步，有望彻底打破西方垄断
- 中国经济网 航天工程董事长唐国宏辞职 姜从斌接棒
- 中国网 【探秘延安红街之二】藏在延安红街里的八个故事
- 歌手 《中国好声音》改版变《歌手》，诸多知名歌手以选手身份亮相加盟
- 反响 喜讯传来!中国航天再次创下“世界第一”，反响热烈