Brug af kvantevibrationsegenskaber mellem molekyler til at fremskynde reaktioner mellem forbindelser

Et par forskere, den ene med Southern University of Science and Technology, den anden Institute of Atomic and Molecular Sciences, har udviklet et middel til at bruge kvantevibrationsegenskaber mellem molekyler til at fremskynde reaktioner mellem forbindelser. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature Chemistry , Huilin Pan og Kopin Liu beskriver, hvordan de brugte vibrationer i visse typer metanmolekyler til at fremskynde en reaktion under blanding med klor ved hjælp af "kvantefasekontrol".

Tidligere forskning har vist, at vibrationer i molekyler kan styre, hvordan de reagerer, når de blandes med hinanden. I denne nye indsats fandt forskerne en måde at udvide dette princip ved at bruge nogle af egenskaberne ved vibrationer på kvanteniveau - specifikt Fermi-koblede vibrationer. Deres mål var at lære mere om, hvordan en bølgefunktions fase ville påvirke reaktiviteten mellem molekyler, når Fermi-koblede vibrationer var involveret. De beskrives som den resonans, der opstår, når der sker et skift af intensiteter og energier under absorptionen af ​​bånd i et Raman-spektrum. De opstår på grund af bølgefunktionsblanding.

Forskerne vidste, at for at nå deres mål, ville de skulle overvinde problemet med, at faseinformation blev forvrænget på grund af de stærke interaktioner. Det førte dem til at bruge billeddannelse af hastighedskort med tidsudskæringsfunktioner. De brugte en laser til at excitere deutererede metanmolekyler i et vakuumkammer og sendte resultaterne til et andet kammer fyldt med kloratomer. Da molekylerne kolliderede, dannedes hydrogenchlorid sammen med deutererede methylradikaler. De måleapparater, der var fastgjort til kamrene, var stærke nok til at måle molekylernes vibrationstilstande, hvilket gjorde det muligt for forskerne at observere faseeffekter. De fandt, at graden af ​​reaktivitet i de Fermi-koblede molekyler var tredoblet sammenlignet med dem uden en sådan kobling.

Forskerne bemærker, at graden af ​​reaktionshastighed var større end teorien antydede, fordi den ikke tog hensyn til bølgefunktionens kvantefase. De foreslår, at deres arbejde udvider ideen om at bruge vibrationskontrol af reaktioner til kvantemekanikkens område. + Udforsk yderligere

Radiofrekvensimpuls muliggør association af triatomare molekyler i en ultrakold gas

© 2022 Science X Network