我所“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”入选2020年度中国科学十大进展

  2月27日,科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布了2020年度中国科学十大进展,我所研究成果“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”入选。

  化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象,但其通常难以被直接观测到,因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。我所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚研究员和肖春雷研究员团队提供了一个研究范例。他们研究发现,在H+HD→H2+D反应中,在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内,产物H2(v=2,j=3)的后向散射呈现显著的振荡(其中v是振动量子数,j是转动量子数)。通过拓扑理论分析,他们发现该反应存在两条迥然不同的反应路径,振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处,量子几何相位效应仍然存在,并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应,清晰地揭示了化学反应的量子性。

  “中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)牵头举办,至今已成功举办16届,旨在宣传我国重大基础研究科学进展,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,开展基础研究科学普及,促进公众理解、关心和支持基础研究,在全社会营造良好的科学氛围。“中国科学十大进展”遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2020年度,《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了286项科学研究进展,所推荐的科学进展皆是在2019年12月1日至2020年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。(文/王永进 图/孙志刚)

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