飛秒級化學(xué)反應(yīng)放緩至肉眼可見

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科技日報北京8月28日電 （記者張佳欣）據(jù)28日《自然·化學(xué)》雜志報道，澳大利亞悉尼大學(xué)的科學(xué)家首次使用量子計算機直接觀察到一個對化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要的過程，實現(xiàn)這一突破的關(guān)鍵是將原過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程，有助于在材料科學(xué)、藥物設(shè)計或太陽能收集方面開辟新的可能性，還可幫助改進其他依賴于分子與光相互作用的過程。

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

圓錐形交叉點對于快速光化學(xué)過程是至關(guān)重要的。自20世紀50年代以來，化學(xué)家們一直試圖直接觀察化學(xué)動力學(xué)中的這種幾何過程，但由于涉及的時間尺度非常快，直接觀察它們是不可行的。

為了解決這個問題，研究人員使用量子計算機建立了一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)⒒瘜W(xué)動力學(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行有意義的觀察和測量。

在光化學(xué)反應(yīng)中，如植物通過光合作用從太陽獲得能量，分子以閃電般的速度傳遞能量，形成被稱為圓錐形交叉點的交換區(qū)。這項研究減慢了量子計算機的動力學(xué)速度，并揭示了與光化學(xué)中的圓錐形交叉預(yù)測到的但未見過的明顯特征。

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