英國(guó)科學(xué)家以飛秒速度“捕捉”分子運(yùn)動(dòng) (2006-04-03)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家日前表示,他們以迄今最高的“快門速度”,成功地“捕捉”到分子的運(yùn)動(dòng)。該項(xiàng)研究將有助于人們深入了解化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,并可應(yīng)用在對(duì)未來(lái)技術(shù)如量子計(jì)算的研究中。
觀察分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間精確度,好比日常拍照的“快門速度”。據(jù)《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版報(bào)道,英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的科研小組觀察到了分子在激光作用下發(fā)生的運(yùn)動(dòng),其時(shí)間精確度為0.1飛秒,1飛秒為千萬(wàn)億分之一秒,即1秒除以10的15次方,這是前所未有的記錄。
報(bào)道說(shuō),科學(xué)家通過(guò)專門設(shè)計(jì)的新方法,成功地“捕捉”到了氫分子和甲烷分子中質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)。新方法利用短脈沖超強(qiáng)激光轟擊單個(gè)分子,將分子中的一個(gè)電子激發(fā),留下呈電離狀態(tài)的分子。激發(fā)的電子回落時(shí)與電離狀態(tài)的分子發(fā)生對(duì)撞,產(chǎn)生出為時(shí)極短的X射線脈沖。分子從電離到與電子發(fā)生碰撞的整個(gè)過(guò)程非常短暫。
研究小組成員,英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的約翰.狄西博士在接受英國(guó)廣播公司采訪時(shí)形象地說(shuō),他們的研究如同將長(zhǎng)度為地球到木星距離(6.3億公里)的物體切割成眾多的、厚度只有普通人頭發(fā)絲般的薄片。
研究小組認(rèn)為,了解分子的運(yùn)動(dòng)將有助于科學(xué)家掌握分子在化學(xué)反應(yīng)中的“行為”,從而使人為控制分子運(yùn)動(dòng)成為可能。此外,科學(xué)家還相信,弄清楚分子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)將幫助人們進(jìn)一步嚴(yán)格驗(yàn)證有關(guān)分子結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)的理論。