Ett par forskare, en med Southern University of Science and Technology, den andra Institute of Atomic and Molecular Sciences, har utvecklat ett sätt att använda kvantvibrationsegenskaper mellan molekyler för att påskynda reaktioner mellan föreningar. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature Chemistry , Huilin Pan och Kopin Liu beskriver hur de använde vibrationer i vissa typer av metanmolekyler för att påskynda en reaktion under blandning med klor med hjälp av "kvantfaskontroll".

Tidigare forskning har visat att vibrationer i molekyler kan styra hur de reagerar när de blandas med varandra. I denna nya ansträngning hittade forskarna ett sätt att utvidga denna princip genom att använda några av egenskaperna hos vibrationer på kvantnivå - specifikt Fermi-kopplade vibrationer. Deras mål var att lära sig mer om hur en vågfunktions fas skulle påverka reaktiviteten mellan molekyler när Fermi-kopplade vibrationer var inblandade. De beskrivs som den resonans som uppstår när det sker en förändring av intensiteter och energier under absorptionen av band i ett Raman-spektrum. De uppstår på grund av vågfunktionsblandning.

Forskarna visste att för att nå sitt mål skulle de behöva övervinna problemet med att fasinformationen blir förvrängd på grund av de starka interaktionerna. Det ledde dem till att använda hastighetskartbildning med tidsskärningsfunktioner. De använde en laser för att excitera deutererade metanmolekyler i en vakuumkammare och skickade resultaten till en annan kammare fylld med kloratomer. När molekylerna kolliderade bildades klorväte tillsammans med deutererade metylradikaler. Mätanordningarna som var fästa vid kamrarna var tillräckligt starka för att mäta molekylernas vibrationstillstånd, vilket gjorde det möjligt för forskarna att observera faseffekter. De fann att graden av reaktivitet i de Fermi-kopplade molekylerna tredubblades jämfört med de utan sådan koppling.

Forskarna noterar att graden av reaktionshastighet var högre än teorin föreslog eftersom den inte tog hänsyn till vågfunktionens kvantfas. De föreslår att deras arbete utökar idén om att använda vibrationskontroll av reaktioner till kvantmekanikens område. + Utforska vidare

Radiofrekvenspuls möjliggör association av triatomära molekyler i en ultrakall gas

© 2022 Science X Network