中科院大连化物所低温F+H2回响研究取得新希望

克日，中科院大连化物所肖春雷研究员、孙志刚研究员、张东辉院士和杨学明院士团队，与美国马里兰大学M. Alexander传授、伯克利大学D. Neumark传授相助，研究了低温下F+H2回响中共振加强隧穿效应，以及摸索了其在星际化学中对付发生HF的孝敬，相关功效颁发在《自然-化学》（Nature Chemistry）上。

1997年，科学家在星际云中首次视察到了HF的存在。近几年，赫歇尔空间天文台发明，HF在星际空间是普遍存在的。而HF在星际空间，只能通过F+H2回响才气发生。可是F＋H2回响具有1.8kcal/mol高度的势垒(78meV，相当于800K的高温)，在星际空间的低温下（约莫10K阁下），这个回响有效产生的详细机制暂不明晰，因为纵然思量到凡是量子力学的隧穿效应，这个回响也是极难举办的。凭据凡是量子力学隧穿效应去预计，星际空间的HF的含量是不行能被视察到的。

在近两年，肖春雷和杨学明率领的团队，对现有H原子里德堡态标示时间飞渡谱的交错分子束装置举办了显著改造，使其可以或许对低至～1meV碰撞能的F+H2回响的微分截面举办丈量。他们操作改造的交错分子束装置，具体丈量了碰撞能1～35meV范畴内的后向散射谱。在从此向散射谱上，他们于碰撞能约莫5meV的位置视察到了一个独立的谱峰；而于20meV的位置，视察到了轻微的振荡。另外，按照孙志刚等人计较的高精度的FH2-离子的电离能，发明后向散射谱的这两个特征，是和Neumark等人所测得的负离子光电子能谱上过渡态的谱峰准确对应。

为了展现尝试所视察到的后向散射谱特征，孙志刚等人回收自行成长的非绝热量子波包动力学要领，举办了具体的动力学阐明。理论阐明清晰的表白，位于5meV能量处的后向散射谱峰，是准确对应于F+H2回响的基态共振态；而位于20meV能量出的后向散射谱，是准确对应于F+H2回响的引发态共振态。而基态回响共振态对付低温下F+H2回响有显著浸染。假如将共振态所导致的共振加强效应移除，F+H2（v=0，j=0）在10K以下的温度下的回响速率常数，会低落三个数量级以上。

因此，F+H2在低温时的回响性，其实是通过回响共振态所加强的隧穿效应而发生的，而不是凡是简朴的隧穿效应。通过准确的理论计较，该事情进而给出了F+H2回响在较宽温度范畴的速率常数，这对付星际化学进程的准确模仿和研究具有重要的意义。