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中国科大超冷化学量子模拟领域取得重要进展
时间:2022-05-27 13:56 点击次数:
本文摘要:凝聚态物理中由于简单的多体相互作用造成的强劲关联体系,例如高温超导、分数量子霍尔效应等等,很难必要获得解法,阻碍了人们对这类物理问题的了解解读和应用于。日前,中国科学技术大学潘建伟教授及其同事赵博、陈宇翱等在超冷分子和超冷化学量子仿真研究领域获得最重要进展,他们首次在实验上必要观测到超低温度下弱束缚分子与权利原子间再次发生的态态的化学反应,构建了高效率态态反应动力学的观测,从而向基于超强冻分子的超冷量子化学的研究迈向了最重要一步。

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凝聚态物理中由于简单的多体相互作用造成的强劲关联体系,例如高温超导、分数量子霍尔效应等等,很难必要获得解法,阻碍了人们对这类物理问题的了解解读和应用于。日前,中国科学技术大学潘建伟教授及其同事赵博、陈宇翱等在超冷分子和超冷化学量子仿真研究领域获得最重要进展,他们首次在实验上必要观测到超低温度下弱束缚分子与权利原子间再次发生的态态的化学反应,构建了高效率态态反应动力学的观测,从而向基于超强冻分子的超冷量子化学的研究迈向了最重要一步。7月4日,这一最重要研究成果以研究长文的形式公开发表在国际权威学术期刊《大自然·物理学》上[NaturePhysics13,699–703(2017)]。据理解,量子计算出来和仿真具备强劲的并行计算和模拟能力,不仅为经典计算机无法解决问题的大规模计算出来难题获取有效地解决方案,也可有效地说明了简单物理系统的规律,为新的能源开发、新材料设计等获取指导。

对化学反应和材料展开建模是量子计算出来年所有可能的应用于之一。利用量子仿真,研究者可以在人工高效率的环境中研究数百万收的候选,大幅度增加在现实材料中积极开展试验而投放的时间和资金。如同诺贝尔物理学奖获得者、麻省理工学院的FrankWilczek教授在《今日物理》(PhysicsToday)公开发表的专题报道“未来百年的物理学”中所认为的,量子仿真“将沦为化学和材料科学的核心工具。”在该项研究成果中,中国科学技术大学的研究团队首次顺利观测到了超低温下弱束缚的分子和原子再次发生的高效率态态的化学反应。

在实验中,他们精妙的利用很弱束缚分子的束缚能可以调节的特性,准确掌控反应中获释的能量,构建了对反应产物的拘禁。在此基础上,他们利用仪器的射频场操作者技术,顺利观测了反应的分子产物和原子产物,并更进一步研究了态态反应动力学。实验结果证实了弱束缚分子之间化学反应地下通道的选择性,检验了W.Stwalley大约40年前的应验。

该实验的最重要意义在于,这是第一次在超冷化学反应中观测到态态的化学反应,从而将化学反应动力学的实验研究前进到量子水平。这一工作获得了《大自然·物理》审稿人的高度评价:“观测超强冻化学反应的产物是目前该领域的根本性研究目标,本工作向这个目标迈进了第一步”;“该工作是超强冻化学领域的一个最重要的里程碑,将引发化学和物理研究者的普遍兴趣”。


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