分离分子的电子轨道获得的新观点

想象一下,您站着,约翰·韦恩(John Wayne)的风格,在两匹失控马的后背拉动了一只舞台。您试图将马匹停下来,但要用线束折断,马匹分开,一名不幸的乘客被扔到舞台上。

您首先了解到,您不是约翰·韦恩(因为他总是成功)。但是,由于您站在动作的核心上,因此所有旁观者都独自一人看到了分手的发生方式以及乘客的弹出方式。

在发表在《现任科学》(1月13日)中的作品中,来自欧洲杯线上买球桑迪亚国家实验室(国家核安全管理局实验室),加拿大渥太华的国家研究委员会和其他地方的国家研究委员会实际上是在科学上实现了这一技巧,实际上是在一对加入的一氧化氮分子(无二聚体)的一对后站立的,并观察每对分裂时在被超短激光脉冲激发之后。

他们不仅测量了每个分离分子的方向,而且还测量了每次分裂发生时电子吐出的方向和能量。电子在分离时揭示了二聚体的量子水平 - 分析过程的关键因素。

通过使用计算机从最终速度和角度计算回去,研究人员可以重建事件,以“查看”电子和每个二聚体片段所采用的确切路径,就像它们在分裂时一样骑在二聚体上。

预计详细的实验结果将为化学家使用的计算方法提供测试,以描述涉及NO分子的燃烧和大气化学中的复杂化学过程。

借助以前的实验技术,科学家通常会从场外观看这些事件,它们的观点是反应的外部观点 - 所谓的“实验室参考框架”。这样的方法只能平均从各个方向上定向的分子获得的结果,从而掩盖了反应的细节。

新实验从分子的角度重建作用 - 分子的参考框架,并产生了更详细的反应视图。这提供了对理论计算的严格测试。

桑迪亚团队负责人卡尔·海登(Carl Hayden)说:“对于那些使用计算来预测化学反应中发生的事情的人,而无需实际进行实验,没有二聚体是一个非常具有挑战性的系统。”

结果表明,这些二聚体并没有像以前认为的那样顺利进行,而是经过中间步骤。启动脉冲后约150个飞秒,出现了一种更加漫射但明确的配置,称为rydberg状态。该州在约600个飞秒中解离。

了解解离过程并不简单。卡尔说:“可能的电子状态数量很大。”这项工作的目的之一是确定分离过程中哪些国家很重要。

结果是通过在没有分子的光束上发射飞秒(纳米秒的百万)激光激发脉冲来获得的,从而获得了结果。研究人员仅发射足够的能量来破坏每个激光脉冲,然后进行实验,直到观察到多达500,000个解离。

第二秒探针脉冲在激发后以可变的时间延迟发送,在破解时从每个二聚体中弹出一个电子,从而提供了分离进展的“快照”。

通过在桑迪亚/加利福尼亚州开发的工具分析二聚体碎片,称为时间分辨,巧合成像光谱仪。使用平面检测器的光谱仪能够通过使用将电子向检测器弯曲的电场来捕获在三个维度上飞行的电子。卡尔说:“最新到来的人距离弹射点最远。”“我们要寻找的能量和角度。”

类似的过程也用于同时测量离子的速度,从而测量未产生的无分子片段。

这项工作由DOE的基础能源科学办公室,化学科学,地球科学和生物科学局资助。欧洲杯线上买球

结果是国际合作的产物。从分子角度进行的测量是在桑迪亚完成的,辅助工作以衡量加拿大国家研究委员会Steacie Steacie Molecular Sciences的Albert Stolow小组中实现的二聚体中间状态。欧洲杯线上买球量子机械计算是由加拿大和南加州大学的其他团体进行的,而三-D电子分布的一些建模是在英国公开大学进行的。

http://www.sandia.gov/

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