Rovibrationell oelastisk spridning av molekyler har nu studerats i många år. I så kallade stat-till-stat-experiment, reagensmolekylerna bereds i ett rent kvanttillstånd innan kollisionen och fördelningen av de spridda fragmenten över alla energimässigt tillgängliga tillstånd detekteras, liksom i vilken riktning de flyger isär. I en färsk publikation i Naturkemi , en forskargrupp inom Institutet för molekyler och material vid Radboud University, tillsammans med flera laboratorier i USA, har samarbetat för att "driva studien om icke-kovalenta intermolekylära interaktioner till ett för närvarande osökt område."

De flesta tidigare studier använde reagensmolekyler i deras markvibrationstillstånd (v=0), vilket förenklar den elektroniska strukturen och de kvantdynamiska spridningsberäkningarna som följer med mätningarna. Syftet var att studera kollisioner mellan starkt vibrationsexiterade NO-molekyler och atomer vid olika kollisionsenergier. "Vi ville studera effekten av NO-molekylens vibrationsrörelse på fenomen som spridningsresonanser och diffraktionsoscillationer, "Matthieu Besemer, Ph.D. student vid institutionerna för teoretisk kemi och spektroskopi av kalla molekyler, förklarar. Forskningsresultaten har publicerats i Naturkemi tidning, med titeln "State-to-state-spridning av mycket vibrationellt upphetsat NO vid i stort sett avstämbara energier."

Starkt vibrerande molekyler

I den experimentella och teoretiska studien av rotationsoelastiska kollisioner mellan NO-molekyler och argonatomer, experimenten utforskar en ny värld, genom att kombinera stimulerad emissionspumpning för att förbereda NO-molekylen i ett godtyckligt rovibrationstillstånd med en nära-samförökande molekylär strålgeometri som tillåter kollisionsenergier under 1 kelvin. NO-molekylen exciteras initialt till ett högt (v=10) vibrationstillstånd, vilket är en utmaning för teorin eftersom den nuvarande kunskapen om molekylära interaktioner mestadels är begränsad till grundtillståndet.

Teoretiska beräkningar

De teoretiska resultaten överensstämmer endast med mätningarna när spridningsberäkningarna explicit tar hänsyn till NO:s vibrationsrörelse. "Detta arbete skjuter de underliggande beräkningarna till gränsen för vad som är möjligt för närvarande. Det förväntas att ytterligare arbete i denna riktning också kommer att kräva ytterligare förlängning av tillgängliga beräkningsmetoder och, på samma gång, lär oss mer om interaktionerna mellan molekyler i deras exciterade tillstånd, " säger Besemer. "I slutändan, denna unika experimentella teknik kommer också att användas för att studera andra system. "

Spectroscopy of Cold Molecules-gruppen studerar molekylära kollisionsprocesser vid låga energier och med oöverträffad precision och Teoretisk kemiavdelning förklarar och förutsäger egenskaper hos molekyler, kluster, och molekylära fasta ämnen. Båda grupperna är en del av IMM och har samarbetat i många år vilket resulterat i många delade publikationer.