新研究发现超冷分子气体中的复合物具有更长的寿命

产业资讯 量科网 2022-03-16 09:19

用超冷分子气体进行的实验为量子化学提供了一个强有力的视角,但自首次开发出这种系统后的十年里,研究人员一直对陷阱中分子的意外损失感到困惑。

新研究发现超冷分子气体中的复合物具有更长的寿命

现在人们了解到,在分子和原子间的化学反应过程中,会形成一种临时的中间复合物,正是因为这些复合物泄漏出来导致了损失。但在不知道复合物能持续多长时间的情况下,研究人员无法确定几种可能的原理中是哪一种可以解释这种损失。

哈佛大学的研究人员Matthew Nichols和他的同事现在通过直接测量原子和分子超冷混合物中这种临时分子复合物的寿命,确定了它们的逃逸机制,并确定了和当前对超冷分子碰撞理解的差异。

为了探测临时原子分子复合物的寿命,Nichols和他的同事将铷钾(KRb)分子和铷(Rb)原子冷却到了480nK,并用两束激光将它们捕获囚禁。通过快速改变光束的强度,研究人员在系统中诱导了动力学,这使得他们能够通过光电离和离子探测来测量原子、分子及它们的各种组合如何随时间发生变化。

他们发现临时的、不反应的复合物KRb2的寿命比理论预测的要长10万倍。这种复合物容易受到用于限制超冷混合物的激光的激发,复合物的长寿命意味着这种激发可以解释KRb2从陷阱中逃逸。

化学反应是由分子之间的量子相互作用所决定的。Nichols和他的同事的测量结果表明,为这种相互作用建立一个更准确的框架,需要新的理论来解释长寿命的复合物和反应速率。(编译:Qtech)