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新研究:控制化學反應結果近在咫尺

(ShutterStock)

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【大紀元2018年12月26日訊】(大紀元記者張妮報導)莫斯科物理科學與技術學院(MIPT)和丹麥奧胡斯大學(Aarhus University)的研究者們發明瞭一套能預測出複雜分子結構內的電子在外在電磁場作用下運動情況的算法。這意味著科學家向控制之前難以掌控的化學反應結果又邁進了一步。

研究者使用高強度激光照射分子,通過分析反射光譜探測電子結構,同時瞭解分子與激光脈衝產生的電磁場作用後的產出物:包括分子被電離或解離後產生的光子、電子和離子。

結果發現這個辦法不僅明析了分子裡面電子的結構,還使控制分子裡面的電子在阿秒(10-18)瞬間的運動情況變為可能。

「分子在強激光輻射場下,會發生電離:電子掙脫離開分子,」MIPT阿秒物理理論研究組成員Andrey Dnestryan解釋說,「電子的運動情況受可變激光場的影響。在某個時候,電子可能會變回母分子離子。它們之間互動可能的結果包括:分子的再散射(rescattering)、重組(recombination)和離解(dissociation)。通過觀察這些過程,我們可以重構分子內電子和原子核的運動情況,這是現代物理學的研究熱點。」

這個被稱為隧穿電離率(tunneling ionization rate)的預測,開啟了控制電子運動情況的前景。這可以幫助控制藥物、分子生物學和其它科技領域化學反應的結果。

在此之前,研究者只能計算由幾個原子構成的小分子的隧穿電離率。這份研究能夠計算非常複雜的分子結構的隧穿電離率。「這份研究裡我們展示了對苯和萘進行計算。」Dnestryan說。

研究的作者開發了一套軟件用於這項計算,打算開放供同行使用。

這份研究近期發表在《化學物理期刊》(Journal of Chemical Physics)上。◇

責任編輯:朱涵儒

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2018-12-26 5:01 PM
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