众所周知,原子与分子的碰撞传能以及化学反应过程是受量子力学的规则控制的。理解量子效应在原子与分子碰撞中的作用是理解能量传递以及化学反应过程的根本。而量子效应在低温下能够更好的保存,因此低温条件下对碰撞结果的影响会更加显著。量子散射共振给实验提供了一种观测碰撞过程中量子效应的方法,但由于其“寿命”很短,实验观测的挑战很大。
该文章详细介绍了同期发表的荷兰科学家关于极低温量子散射共振的研究工作(Science, 6494, 626-630, 2020)。通过利用斯塔克减速技术产生的NO(j=1/2f)束源和冷He束源结合高分辨的速度成像技术,实现了碰撞能0.3至12.3 K下NO+He体系的高分辨非弹性散射动力学研究,并观测到了多个共振现象。此外,该实验结果只能用CCSDT(Q)下发展的最新的精确势能面上的计算来描述,也表明了在此非弹性散射系统中,实验观测到的量子散射共振图像可以精确地测试量子计算结果,帮助理解量子效应在原子分子碰撞能量传递中的作用。
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该文章还介绍了我所关于研究接近绝对零度下量子散射共振在化学反应中发挥重要作用的例子。F+H2
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该文章最后指出趋近绝对零度量子共振的研究进展得益于新的分子束方法以及新的探测技术的发展,精确的理论和实验之间的互动推动这一领域的发展。量子散射共振研究有助于科研人员更加深刻理解气相碰撞中的传能以及反应过程,对于理解复杂体系如星际化学、大气以及燃烧等过程也具有重要意义。(文/图 杨天罡)