我所“實驗觀測到化學反應中的量子干涉現象”入選2020年度中國科學十大進展

  2月27日,科學技術部高技術研究發展中心(基礎研究管理中心)發布了2020年度中國科學十大進展,我所研究成果“實驗觀測到化學反應中的量子干涉現象”入選。

  化學反應的進程伴隨著復雜的量子力學現象,但其通常難以被直接觀測到,因而化學反應的本質亦難以得到透徹的理解。我所楊學明院士、張東輝院士、孫志剛研究員和肖春雷研究員團隊提供了一個研究范例。他們研究發現,在H+HD→H2+D反應中,在碰撞能量為1.9~2.2電子伏的范圍內,產物H2(v=2,j=3)的后向散射呈現顯著的振蕩(其中v是振動量子數,j是轉動量子數)。通過拓撲理論分析,他們發現該反應存在兩條迥然不同的反應路徑,振蕩是由這兩條路徑之間的量子力學干涉所產生的。該研究揭示了該反應在較低能量處,量子幾何相位效應仍然存在,并可以被觀測到。這非常類似于眾所周知的Aharonov-Bohm效應,清晰地揭示了化學反應的量子性。

  “中國科學十大進展”遴選活動由科學技術部高技術研究發展中心(基礎研究管理中心)牽頭舉辦,至今已成功舉辦16屆,旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展,激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神,開展基礎研究科學普及,促進公眾理解、關心和支持基礎研究,在全社會營造良好的科學氛圍?!爸袊茖W十大進展”遴選程序分為推薦、初選和終選3個環節。2020年度,《中國基礎科學》《科技導報》《中國科學院院刊》《中國科學基金》和《科學通報》等5家編輯部共推薦了286項科學研究進展,所推薦的科學進展皆是在2019年12月1日至2020年11月30日期間正式發表或完成的研究成果。(文/王永進 圖/孫志剛)

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