Ett forskargrupp, ansluten till Sydkoreas Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) har upptäckt att när icke-polära molekylers rotationskvanttillstånd förändras under påverkan av laserfält (icke-resonanta laserfält), likaså deras rörelsebanor.

Basebollkannor kastar en mängd olika platser, som alla har en något annorlunda bana. Detta beror på att varje tonhöjdstyp beror på graden av interaktion med luften som flyter runt bollen. En ny studie, anslutna UNIST har avslöjat att även små osynliga molekyler har olika rörelsebanor för varje rotationsläge när de interagerar med lasern.

Ett forskargrupp, ledd av professor Bum Suk Zhao vid Naturhögskolan vid UNIST har upptäckt att när icke-polära molekylers rotationskvanttillstånd förändras under påverkan av laserfält (icke-resonanta laserfält), likaså deras rörelsebanor. Som baseball pitching, molekylernas inriktningsgrad varierar beroende på de roterande kvanttillstånden, vilket medför betydande förändringar i molekylernas banor.

Molekyler roterar fritt i varje roterande kvanttillstånd när det inte finns något laserfält närvarande. Dock, när de ursprungligen fritt roterande molekylerna interagerar med ett laserfält, en förändring inträffar. Således, i närvaro av ett laserfält, även en opolär molekyl upplever inducerat dipolmoment, och sådan grad varierar beroende på det roterande kvanttillståndet. Dessa molekyler är inriktade i en specifik riktning (laserpolarisationsriktningen) och samtidigt, molekylernas translationella rörelser (framåtgående rörelse) förändras genom att interagera med laserfältet.

Så här, graden av polaritet som induceras av ett externt elektriskt fält är känt som, polarisationshastighet. Detta är inte bara relaterat till molekylernas justeringsgrad, men också det roterande kvanttillståndet. Justeringsgraden av molekyler varierar beroende på intensiteten hos laserfält. Dock, i tolkningen av tidigare rapporterade experimentella resultat, effekten av rotationstillståndsberoende molekylär inriktning i spridningen av molekyler negligerades.

I studien, forskargruppen förklarade exakt molekylernas rörelsebanor, med tanke på justeringseffekten. Genom spridningsexperiment, forskargruppen visade effekten av en statberoende anpassning på spridningen av CS2 (koldisulfid) molekyler av en optisk stående våg som bildas av två motförökande pulserande infraröda (IR) laserstrålar med identiska egenskaper. Resultaten analyserades genom banasimuleringar, med tanke på justeringseffekten. Enligt deras analys, med tanke på justeringseffekten, hastighetsförändringarna i tvärriktningen förklarades väl.

"I tidningen, publicerad i Fysiska granskningsbrev 2015, det var något som inte kunde förklaras av "polarisationshastigheten som varierar med varje roterande kvanttillstånd, "säger Lee Young Kim (Kombinerad MS/Ph.D. i fysik, UNIST), som den första författaren till studien. "Den här gången, genom en exakt bedömning av polarisationshastigheten, med hänsyn till justeringseffekten, det var möjligt att framgångsrikt tolka spridningsförsöken. "

"Den exakta undersökningen av spridningen av inriktade molekyler genom laserfält kan vara hörnstenen för att kontrollera translationella molekylrörelser, liksom för utveckling av teknik som kan separera icke-polära molekyler beroende på deras rotationstillstånd, "säger professor Zhao." Denna studie kommer att fungera som grund för vidare forskning, såsom separation av isomerer fördelade i olika kvanttillstånd, såväl som för undersökning av reaktionsdynamik. "

Resultaten av denna forskning har publicerats i Vetenskapliga framsteg .