中国科学家首次观测到化学反应中的“几何相位”效应

中国科学家首次观测到化学反应中的"几何相位"效应（央广网发 大连化物所供图）

央广网大连12月14日消息（记者贾铁生）记者从中科院大连化物所获悉，中国科学技术大学王兴安教授，中科院大连化物所孙志刚研究员、张东辉院士、杨学明院士等人，利用自主发展的具有国际上最高分辨率的交叉分子束离子成像装置，结合高精度量子分子反应动力学理论分析，对氢原子和氢氘分子反应中的"几何相位"效应展开深入研究并取得重大突破。研究成果于12月14日在线发表在国际著名期刊《科学》杂志上。

在实验上，王兴安和杨学明等人自主研制了一台独特的结合阈值激光电离技术，以及离子速度成像技术的交叉分子束反应动力学研究装置，使得实验上获得的氢原子产物的散射角度分辨率达到了世界上同类仪器的最高水平。利用这一装置，研究小组成功地测得了氢原子+氢氘分子→氢气+氘原子反应的全量子态分辨产物速度影像，在实验上观测到了转动态分辨的氢气产物前向角分布快速振荡结构。在理论计算上，孙志刚等人发展了独特的描述化学反应中几何效应的动力学理论，并基于张东辉等人发展的高精度的势能面，通过精确量子动力学分析发现，只有引入"几何相位"效应的理论计算才能正确地描述实验观测到的前向散射振荡结构。该进展是科学实验与理论计算的又一次"完美结合"，用交叉分子束和量子化学方法首次定量了化学反应中的"几何相位"作用，把化学动力学中的一个"不可能"变成了"可能"！