《科学》杂志发表了我国科学家在动力学研究领域的新成果

日期 2006-03-15　来源：　作者：化学科学部杨俊林高飞雪　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　美国《科学》杂志2006年3月10日以《F+H2?HF+H 反应中Feshbach 共振的观测》（“Observation of Feshbach Resonances in the F+H2?HF+H Reaction”）(Science （2006，311, 1440）)为题报道了这一动力学研究领域的重要进展。这一成果是在国家自然科学基金等资助下，由中国科学院大连化学物理研究所杨学明研究员、张东辉研究员等与南京大学谢代前教授及美国科罗拉多大学、新加坡国立大学的研究者合作完成的。这一研究结果的取得立即引起学术界的广泛关注，Wolf奖获得者、美国国家科学院院士及中国科学院外籍院士、美国斯坦福大学教授Richard N. Zare应邀在同期刊物上（Science （2006，311，1383））发表了一篇题为《反应动力学中的共振》（“Resonances in Reaction Dynamics”）的背景介绍文章，对上述研究成果作了详细的介绍并给予很高的评价。　　化学反应共振态对于反应的动力学过程有重要的影响，因而是化学动力学研究的重要课题之一。长期以来，一直受到科学家的高度重视。F+H2反应是化学反应共振态研究的经典体系，在化学激光研究方面有重大的影响。上世纪八十代中，Lee等人对F+H2反应有关于反应共振的研究引起科学家们极大的兴趣。但是，其后有关量子散射理论方面的研究并没有进一步证实实验中对动力学共振现象的推论，其中的关键科学问题一直没有得到解决。中国科学院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室利用自行研制的氢原子里德堡态-交叉分子束装置对这一反应进行了高精度的交叉分子束研究。首次获得了F+H2?HF+H反应的HF产物全量子态分辨的平动能谱，并在低碰撞能下（0.52 kcal/mol）观测到了明显的前向散射HF(v=2) 产物以及随能量变化的共振峰。通过反应体系的精确势能面的计算以及量子散射理论分析表明，这是由于被束缚在特殊的HF(v’=3)-H’振动绝热势能面内的基态和第一激发的Feshbach 共振所引起的。研究结果清楚地表明在反应过程中这两个共振态之间存在着奇特的量子干涉效应。这一研究结果解决了长期以来备受关注的F+H2反应共振的这一重要科学问题，并且对人们加深关于反应过渡态和共振态的理解有着重要的作用。