2005年12月16日
需要了解分子是如何组合在一起的细节吗？想看看它的电子形成化学键的复杂舞蹈的效果吗？试着把一个分子吹成碎片，然后计算所有碎片的情况。这是由加州大学戴维斯分校、西班牙和比利时的大学和能源部的化学科学部门组成的国际合作者所采取的方法。欧洲杯线上买球劳伦斯伯克利国家实验室.
当一个具有足够能量的光子撞击氢分子H2，使其两个电子都飞起来时，留在氢核后面的两个质子——在所谓的库仑爆炸中相互排斥。在这个被称为H2的双光电离的事件中，逃逸电子所走的路径可以很好地说明光子撞击时两个原子核的距离有多近，以及电子在分子中是如何相互关联的。
相关性意味着像位置和动量这样的粒子属性无法独立计算。当涉及到三个或更多的粒子时，无论欧洲杯猜球平台是在经典物理学还是量子力学中，计算都是出了名的困难。在2005年12月16日的《科学》杂志上，研究人员报告了有史以来第一个完整的四个带电粒子系统的量子力学解。欧洲杯线上买球
这一开创性的计算受到了早期氘(重氢)分子光分裂实验的启发。2003年，一组来自德国、西班牙和美国几个机构的科学家在伯克利实验室的先进光源(ALS)的9.3.2光束上完成了这一实验。实验由托尔斯滕·韦伯(Thorsten Weber)领导，他当时患有肌萎缩性侧索硬化症，现在在法兰克福大学工作。
“如果你想做这个实验，却没有先进的光源和COLTRIMS实验装置”——一种用于收集电子和离子的精密位置灵敏探测器——“你只需向氢分子的随机样本发射光子，然后测量出来的电子，“这篇科学论文的作者之一，伯克利实验室化学科学部门的托马斯·拉西格诺说。”这个实验的特殊之处在于，他们可以测量所有四个粒子的情况。通过精确的位置和能量，他们可以重建分子被击中时的状态。”欧洲杯猜球平台欧洲杯线上买球
韦伯在研讨会上展示了早期的实验数据，与会人员包括Rescigno、加州大学戴维斯分校化学科学部的威廉·麦柯迪(William McCurdy)和维姆·凡鲁斯(Wim Vanroose)。欧洲杯线上买球他是伯克利实验室的博士后研究员，现在就职于比利时鲁汶天主教大学计算机科学系。欧洲杯线上买球
Rescigno说:“托尔斯滕用他的结果戏弄我们，其中一些结果非常不直观。值得注意的是，核间距离(即光子被吸收时两个质子之间的距离)的微小差异，会导致电子发射方式的根本差异。
McCurdy说：“当我看到分子实验的结果时，核间距的微小变化会导致电子喷射模式的巨大而意外的变化，我立刻意识到这种差异是因为分子对电子关联的影响。”。
McCurdy最近与马德里奥托诺马大学化学教授Fernando Martín合作，将Martín开发的计算技术与McCurdy、Racigno和其他人开发的用于计算三个带电粒子系统的方法相结合。Martín和McCurdy将这些方法扩展到氦原子，从技术上讲，氦原子系统有四个带电粒子。但由于氦原子的两个质子在原子核中结合在一起，计算出的高能光子吸收射出的电子分布往往在原子核周围相当对称，大多数对朝相反方向飞去。欧洲杯猜球平台
对于氢分子或氘分子来说，这幅图看起来完全不同。在图中，电子以特定角度被喷射的可能性分组成叶状，随着两个氢原子之间的键长增加，叶状叶变得越来越不对称。麦柯迪将其解读为键长对共享电子相关性的影响。事实上，这正是韦伯和他的同事们在2004年《自然》杂志上发表氘光碎裂研究结果时所推测的。
然而，Rescigno指出了一个美中不足的地方——即不是由电子相关性引起的，而是由核间距离的微小差异引起的喷射模式的巨大差异“可能只是运动学”。
换句话说，散射的电子可能会分享由两个带电质子之间的库仑斥力所储存的一些势能。当光子分裂分子的时候，这两个原子核离得越近，库仑爆炸产生的能量就越多，其中一些能量可能会传递给出去的电子，影响它们的飞行路径。
如何在运动学效应和电子关联之间做出决定？实验结果无法解决这个问题，因为所有数据都是在相同的光子能量下收集的；电子是否获得了额外的动能尚不清楚。
但是，Vanroose说，“因为我们是在做计算，所以我们可以做实验者做不到的实验。”我们有更大的灵活性来解决这些问题。”
在加州大学伯克利分校的国家能源研究科学计算中心(NERSC)和比利时的能源部使用超级计算机，Vanroose能够在“硅”中重新进行氢分子实验，这一次使用了不同的光子能量，这样，无论光子被吸收的时候，质子之间的距离有多远，出射的电子总是共享相同的动能。
结果显示，在所有情况下，结果都非常相似。即使动能没有作用，电子也会以原子核间键长所决定的模式飞离。因此，这些差异几乎完全是由于电子在围绕分子两个原子核的轨道上相互关联的方式造成的。
马德里大学(UA Madrid)的Martín认为，新的计算是对H2光电离方程Schrödinger的完整数值解，“只是一个开始”。探索复杂的电子关联物理将引导我们找到理论与实验相结合的更全面的方法，以解决化学中一些最紧迫的问题。”
Vanroose将他们的成功归功于伯克利实验室(Berkeley Lab)顶尖的理论家和实验者之间日复一日的合作，“他们一直在互相交谈。”实验学家利用最新计算技术的能力对两者都有好处;这就是为什么我们比这个领域的其他理论家领先两年。”
最新的研究结果表明，“最初的蓝天物理理论现在与实际实验的细节联系在一起。”
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