2020-10-20 17:29:07中国文化信息传播网

埃及化学家艾哈迈德兹韦勒获诺贝尔化学奖

2020-10-20 17:29:07中国文化信息传播网

  1999年,埃及化学家艾哈迈德·兹韦勒因为使用飞秒(10-15秒)化学技术观察分子中的原子如何在化学反应中运动而获得诺贝尔化学奖。几天前,德国科学家在最新一期的《科学》杂志上写了一篇文章,说他们第一次研究了一个发生时间比飞秒短得多的过程——他们测量到光子穿过氢分子的平均时间为247秒(泽普托秒10-21秒),这是科学家迄今为止成功测量的最短时间,有望帮助科学家更好地理解化学过程。

  在最新的研究中,由德国歌德大学的莱因哈德·德尔勒(reinhardDeller)教授领导的原子物理学家小组用来自激光源PETRAⅲⅲ的X射线照射汉堡加速器设施的电子同步加速器,并测量了它们的时间。

  研究人员解释说,光子就像鹅卵石在水面上激起两次波一样,会在氢分子的电子云中产生电子波。当这些电子波的波峰和波谷相遇时,它们会相互抵消,形成所谓的干涉图像,通过干涉图像,它们可以计算电子从一个原子传播到下一个原子所需的时间。

  在实验中,研究人员设置了x光的能量,使得一个光子足以从氢分子中“敲除”两个电子。鉴于电子的波粒二象性,即可以同时表现出粒子和波的特性,所以电子的喷射导致氢分子的两个原子连续而迅速地发出电子波,这两种电子波最终融合在一起,相互干扰。

  随后,研究小组使用COLTRIMS反应显微镜测量了喷射电子的干涉图像。在戴尔教授的帮助下开发的COLTRIMS显微镜可以清楚地看到原子和分子中的超快反应过程。在揭示干涉图样的同时,COLTRIMS反应显微镜还可以确定氢分子的取向。

  研究人员说:“因为我们知道氢分子的空间取向,所以我们利用两个电子波的干涉来精确计算光子到达两个氢原子的时间:高达247秒。”

  戴尔补充道:“在最新的研究中,我们将COLTRIMS技术扩展到了新的应用领域。我们还首次观察到分子中的电子层并不同时与光发生反应,最新的测量有望帮助我们更好地理解化学过程。"

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