量子隧道效应提高臭氧衰减

计算研究揭示了量子隧道效应的本质,发生在一个反应与地球平流层的臭氧空洞。¹哦+盐酸→H₂O +氯反应很重要,因为它释放氯原子,它催化臭氧的破坏。

经典的化学反应发生,如果有足够的能量来推动它在激活障碍,和反应速率取决于温度后,阿伦尼乌斯公式。但在量子世界中,会发生化学反应,通过这一过程被称为能量远低于这一障碍量子隧道效应。这正是发生在大气和星际的过程,即使在极低的温度下进行反应。

量子隧道效应已经被认为扮演一个角色在哦+盐酸→H₂O + Cl过程-反应速率是不依赖于温度低于250 k,和计算表明,反应大大偏离了阿伦尼乌斯的行为。^2、3然而,量子隧道效应的确切性质是未知的。

现在,一个团队张董回族,从中国大连化学物理研究所,进行了量子力学计算在新建的势能表面研究详细反应动力学。这就是他们发现强氢键导致费什巴赫共振,这是一种量子过渡态。的反应共振可以大大增强隧穿效应,因为他们被困在氢键在障碍前,“张解释道。这意味着有一个高概率氢原子将通过激活隧道障碍。

事实上,我们的量子动力学结果并不让我惊讶。由于存在强烈的氢键相互作用哦,盐酸,有一个相当深井入口通道,”张解释道。激发态Feshbach共振被困在一个弯曲扭转,这表明反应行为以不同的方式向其他大气过程的调查团队,比如F + H₂啊,⁴强烈的氢键不存在的入口通道。

(研究)展示了巨大的精确势能表面的建设取得了进展在过去的二十年里,”说乌维Manthe专家在量子比勒费尔德大学的过渡状态,德国。只有准确的结合使用量子动力学和准确的势能表面促进了令人印象深刻的精度实现这项工作。”

研究人员希望,实验将进行分子束的研究来支持他们的发现,尽管张警告说“我的理解,这是非常具有挑战性的检测技术目前用于实验。