——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士及其同事趙博、陳宇翱等在超冷分子和超冷化學(xué)量子模擬研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,首次在實(shí)驗(yàn)上直接觀測(cè)到超低溫度下弱束縛分子與自由原子間發(fā)生的量子態(tài)可分辨的化學(xué)反應(yīng),并實(shí)現(xiàn)了其動(dòng)力學(xué)的探測(cè),從而向基于超冷分子的超冷量子化學(xué)研究邁出重要一步。該成果7月4日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·物理學(xué)》上。
量子計(jì)算和模擬具有強(qiáng)大的并行計(jì)算和模擬能力,不僅為經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的大規(guī)模計(jì)算難題提供有效解決方案,也可有效揭示復(fù)雜物理系統(tǒng)的規(guī)律,為新能源開發(fā)、新材料設(shè)計(jì)等提供指導(dǎo),大幅減少在真實(shí)材料中開展試驗(yàn)而投入的時(shí)間和資金。量子模擬,被科學(xué)界寄予“將成為核心工具”的厚望。
在接近絕對(duì)零度的溫度下,分子的化學(xué)反應(yīng)完全由量子力學(xué)主導(dǎo),將顯著改變化學(xué)反應(yīng)的行為,但超低溫下量子態(tài)可分辨的化學(xué)反應(yīng)迄今尚未被實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。
在該項(xiàng)研究中,中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)首次成功觀測(cè)到了超低溫下弱束縛的分子和原子發(fā)生的可控化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中,他們巧妙地利用弱束縛分子的束縛能可以調(diào)節(jié)的特性,精確控制反應(yīng)中釋放的能量,實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的囚禁。在此基礎(chǔ)上,他們利用精密的射頻場(chǎng)操作技術(shù),成功探測(cè)了反應(yīng)的分子產(chǎn)物和原子產(chǎn)物,并進(jìn)一步研究了其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
該實(shí)驗(yàn)的重要意義在于,這是第一次在超冷化學(xué)反應(yīng)中觀測(cè)到量子態(tài)可分辨的化學(xué)反應(yīng),從而將化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究推進(jìn)到量子水平?!蹲匀弧の锢韺W(xué)》審稿人評(píng)價(jià):“該工作是超冷化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要的里程碑,將引起化學(xué)和物理研究者的廣泛興趣?!?/p>
(原載于《光明日?qǐng)?bào)》 2017年07月07日 07版)
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