Een team van onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China, de Chinese Academie van Wetenschappen en de Zuidelijke Universiteit voor Wetenschap en Technologie, heeft een tot nadenken stemmend patroon ontdekt in dwarsdoorsneden waargenomen in een F + HD → HF + D-reactie. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun tweeledige benadering om meer te leren over de rol van relativistische spin-baaninteracties in chemische reacties. T. Peter Rakitzis, met de Universiteit van Kreta, en IESL-FORTH, heeft een Perspectives-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin wordt geschetst hoe moeilijk het is om chemische reacties op kwantumniveau te bestuderen en het werk dat door het team in China is gedaan.

Het bestuderen van chemische reacties zoals ze plaatsvinden op kwantumniveau is moeilijk werk - er gebeuren niet alleen meerdere dingen bijna allemaal tegelijk, maar de meest interessante reacties gebeuren in een zeer korte tijd. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden dergelijke problemen te overwinnen en meer te weten te komen over wat er gebeurt tijdens slechts één soort reactie:de F + HD → HF + D-reactie. Daartoe, ze voerden een tweeledige benadering uit om vast te leggen wat er gebeurt als reactanten verstrooien als gevolg van kwantumeffecten.

Het eerste deel van hun experiment omvatte het gebruik van een hoogwaardige snelheidskaartafbeelding, kruisstralentechniek om meer te leren over partiële golfresonanties. Het tweede deel omvatte het maken van simulaties op basis van theorieën over wat er bij dergelijke reacties zou moeten gebeuren. Zoals de onderzoekers opmerken, tijdens een aanrijding, een apparaat met moleculaire gekruiste bundels kan het in de verstrooiingshoek opgeloste product detecteren met een resolutie in rotatietoestanden.

Door de gegevens van het apparaat en van de simulaties samen (waaronder elektronische impulsmomenteffecten) te gebruiken, kon het team het elektronische impulsmomenteffect observeren tijdens een chemische reactie. Het stelde de onderzoekers ook in staat een interessant hoefijzervormig patroon te observeren in dwarsdoorsneden van de reactie terwijl deze plaatsvond - in de richting van verstrooiing. Het theoretische deel van hun experiment suggereerde dat het unieke patroonontwerp te wijten is aan kwantuminterferentie die optrad tussen de positieve en negatieve spin-baanverdeling en semi-golfresonanties. De onderzoekers suggereren dat hun resultaten een voorbeeld zijn van spin-orbitale interacties die de dynamiek van een reactie beïnvloeden.

© 2021 Science X Network