图 实验测得水分子在121纳米波段附近解离产物OD(X)振转量子态分布随波长显著变化（左）；理论揭示该现象源自于水分子通过单一锥形交叉点解离，直接和间接路径形成的量子干涉效应（右）

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22241304、22225303、42494854、22473057、22233003、22241302）等资助下，中国科学院大连化学物理研究所杨学明研究员、袁开军研究员实验团队联合南京大学谢代前教授、韩山雨副教授理论团队在分子光化学研究领域取得进展，研究成果以“HOD光解离中直接和间接路径的量子干涉（Quantum interference between direct and indirect reaction paths in the photodissociation of HOD）”为题，于2026年3月3日在线发表在《自然·化学》（Nature Chemistry）杂志上，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-026-02078-w。

　　量子干涉是量子力学的核心原理，是微观粒子波动性的重要体现。在化学反应中，原子分子的运动可同时沿多条反应路径进行，其波函数相干叠加会改变化学反应几率。自21世纪初在水分子光解实验中首次观测到来自两个不同的锥形交叉点解离通道的量子干涉以来，相关现象在化学反应中被陆续揭示。然而这些干涉现象大多源于空间可区分的两条路径，类似于“双缝干涉”。相比之下，源于同一反应通道内不同路径相干叠加的“单缝衍射”现象，仍缺乏直接的实验证据。

　　上述研究团队利用极紫外光源诱导水分子同位素（HOD）到高激发态，结合高分辨里德堡氢原子飞行时间谱技术，观测到OD(X)产物振转量子态分布随激发波长显著变化。通过神经网络构建高精度多电子态耦合势能面，并配合全维量子动力学计算，证实了该现象源于水分子在单一锥形交叉（H-OD线性构型）通道解离时直接和间接路径的量子干涉。直接路径通过交叉点后快速解离，间接路径在交叉点上锥短暂捕获后再解离。这两类反应路径空间上不可区分，但经历的时间不同，其物理本质与光学中的“单缝衍射”相似。该研究成果为非绝热动力学的量子调控提供了新实验证据，也为理解复杂分子体系的光化学行为提供了关键理论支撑。