飛秒級(jí)化學(xué)反應(yīng)放緩至肉眼可見(jiàn)

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科技日?qǐng)?bào)北京8月28日電 （記者張佳欣）據(jù)28日《自然·化學(xué)》雜志報(bào)道，澳大利亞悉尼大學(xué)的科學(xué)家首次使用量子計(jì)算機(jī)直接觀察到一個(gè)對(duì)化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)這一突破的關(guān)鍵是將原過(guò)程速度從飛秒尺度減慢至毫秒尺度。

研究人員表示，了解分子內(nèi)部和分子之間的這些基本過(guò)程，有助于在材料科學(xué)、藥物設(shè)計(jì)或太陽(yáng)能收集方面開(kāi)辟新的可能性，還可幫助改進(jìn)其他依賴于分子與光相互作用的過(guò)程。

研究小組目睹了化學(xué)中一種常見(jiàn)的被稱為“圓錐形交叉點(diǎn)”的幾何結(jié)構(gòu)引起的單個(gè)原子的干涉圖案。

圓錐形交叉點(diǎn)對(duì)于快速光化學(xué)過(guò)程是至關(guān)重要的。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，化學(xué)家們一直試圖直接觀察化學(xué)動(dòng)力學(xué)中的這種幾何過(guò)程，但由于涉及的時(shí)間尺度非?？?，直接觀察它們是不可行的。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員使用量子計(jì)算機(jī)建立了一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)⒒瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)從飛秒減緩到毫秒尺度，這種前所未有的突破使他們能夠進(jìn)行有意義的觀察和測(cè)量。

在光化學(xué)反應(yīng)中，如植物通過(guò)光合作用從太陽(yáng)獲得能量，分子以閃電般的速度傳遞能量，形成被稱為圓錐形交叉點(diǎn)的交換區(qū)。這項(xiàng)研究減慢了量子計(jì)算機(jī)的動(dòng)力學(xué)速度，并揭示了與光化學(xué)中的圓錐形交叉預(yù)測(cè)到的但未見(jiàn)過(guò)的明顯特征。

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