利用电磁真空增强分子的红外激光解离

控制化学键断裂是分子物理学领域的长期目标。目前红外纳米腔技术正被开发用于实现少数分子与腔量子电动力学的奇异耦合机制,但学界对这类体系中化学反应如何进行尚缺乏清晰认知。为此,该研究团队以单个CS2分子为研究对象,在其伸缩振动模式与红外真空场强相互作用条件下,分别采用两种强激光场调控方式:以分子基频振动共振驱动,或向腔共振模式注入光子。研究表明,腔内光解所需激光强度较自由空间显著降低,且强烈依赖于驱动方式——通过向腔内直接注入光子,分子解离所需激光能量比直接振动驱动降低两个数量级。这种光解增强效应是纯粹的量子力学现象,无法通过半经典理论描述。相较于自由空间,腔内阶梯攀爬动力学因真空诱导大量振动量子数混合及腔场作为“伪分子模式”与解离振动强相互作用而发生本质改变。该工作为理解化学动力学提供了基础机制认识,可用于设计新型单分子化学探测纳米光子学实验。
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提交arXiv: 2025-11-21 14:33

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