Китайские учёные выявили квантовую интерференцию в химических реакциях

Недавно группа китайских ученых объявила, что они обнаружили явление
квантовой интерференции спин-орбитальных парциальных волн в элементарных
химических реакциях.

Влияние спин-орбитальных взаимодействий электронов на динамику химических реакций остается интригующей темой, несмотря на десятилетия исследований.

Чтобы решить эту проблему, исследовательские группы из Научно-технического университета Китая, Даляньского института химической физики при Академии наук Китая и Южного научно-технологического университета провели совместную работу с применением комбинированных подходов экспериментального наблюдения и теоретического расчета для изучения влияния спина электрона и орбитального углового момента в реакции атома фтора и молекулы водорода F+HD->HF+D.

Используя метод визуализации со сверхвысоким разрешением, ученые наблюдали своеобразный подковообразный паттерн во вращательно разрешенных дифференциальных сечениях рассеяния продукта. Для объяснения такой необычной картины был разработан метод теоретического моделирования квантовой динамики с учетом углового момента электрона.

Теоретический анализ показал, что подковообразный паттерн в значительной степени является результатом квантовой интерференции парциальной волны со спин-орбитальным расщеплением с положительной и отрицательной четностью, что, в свою очередь, является характерным примером того, как спин–орбитальное взаимодействие может эффективно влиять на динамику химических реакций.

Результат, имеющий большое значение для изучения кинетики микрореакций, был опубликован в журнале Science 26 февраля 2021 года.