中國科學家首次觀測到化學反應中的“幾何相位”效應（央廣網(wǎng)發(fā) 大連化物所供圖）

央廣網(wǎng)大連12月14日消息（記者賈鐵生）記者從中科院大連化物所獲悉，中國科學技術大學王興安教授，中科院大連化物所孫志剛研究員、張東輝院士、楊學明院士等人，利用自主發(fā)展的具有國際上最高分辨率的交叉分子束離子成像裝置，結合高精度量子分子反應動力學理論分析，對氫原子和氫氘分子反應中的“幾何相位”效應展開深入研究并取得重大突破。研究成果于12月14日在線發(fā)表在國際著名期刊《科學》雜志上。

在實驗上，王興安和楊學明等人自主研制了一臺獨特的結合閾值激光電離技術，以及離子速度成像技術的交叉分子束反應動力學研究裝置，使得實驗上獲得的氫原子產物的散射角度分辨率達到了世界上同類儀器的最高水平。利用這一裝置，研究小組成功地測得了氫原子+氫氘分子→氫氣+氘原子反應的全量子態(tài)分辨產物速度影像，在實驗上觀測到了轉動態(tài)分辨的氫氣產物前向角分布快速振蕩結構。在理論計算上，孫志剛等人發(fā)展了獨特的描述化學反應中幾何效應的動力學理論，并基于張東輝等人發(fā)展的高精度的勢能面，通過精確量子動力學分析發(fā)現(xiàn)，只有引入“幾何相位”效應的理論計算才能正確地描述實驗觀測到的前向散射振蕩結構。該進展是科學實驗與理論計算的又一次“完美結合”，用交叉分子束和量子化學方法首次定量了化學反應中的“幾何相位”作用，把化學動力學中的一個“不可能”變成了“可能”！