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　　日報北京2月18日電（記者齊芳）在化學反應中，分高發現漫游反應是態漫一種特殊類型的反應機理。中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）近日利用“大連相干光源”發現了首例分子高激發態的游反應通漫游反應通道，表明了漫游反應機理在化學反應中的道被普適性，為理解和預測化學反應提供了新的分高發現視角。這項研究成果由大連化物所袁開軍研究員和楊學明院士實驗團隊，態漫聯合傅碧娜研(yan)究(jiu)員和張東(dong)輝院士理(li)論團隊共同(tong)完成(cheng)，游反應(ying)通文(wen)章日前發表在國際學術期(qi)刊《科學》上(shang)。道(dao)被

　　據介紹，分高發現化學反應好似翻山越嶺，態漫分子和原子“登山者”要攀登能量壁壘這座“高山”，游反應通才能轉換為新的道被物質。在傳統的分高發現化學反應過渡態理論中，反應主要沿著最小能量路徑進行，態漫就像登山者找到最低的游反應通山脊(ji)線越過高山，以消耗最(zui)少的能(neng)量。

　　在某些化學反應中，分子可能會從山峰外圍“繞遠”，從微觀的角度看，原子或者基團不會立即從分子中斷開，而是在分子附近“晃蕩”，忽遠忽近，就(jiu)像(xiang)宇(yu)航員在太(tai)空“漫(man)(man)游”一樣，最終形成與傳統化學反(fan)應不同(tong)的產物，這就(jiu)是漫(man)(man)游反(fan)應。

　　21世紀初(chu)，科學(xue)家第(di)一次發(fa)現漫(man)(man)游反應。此后，針對漫(man)(man)游反應機理(li)的(de)解析(xi)一直局限于分子(zi)(zi)(zi)的(de)低電子(zi)(zi)(zi)態(tai)和基態(tai)。由于分子(zi)(zi)(zi)只有吸收極(ji)紫(zi)外光的(de)高能量光子(zi)(zi)(zi)才(cai)可(ke)以到達高激(ji)發(fa)態(tai)，而高亮度、可(ke)調諧(xie)極(ji)紫(zi)外光源(yuan)十分缺乏(fa)，分子(zi)(zi)(zi)達到高激(ji)發(fa)態(tai)時(shi)是否存在(zai)漫(man)(man)游反應一直未得到證實。

　　“大(da)連相干(gan)光(guang)(guang)源(yuan)”的(de)出現使難(nan)題(ti)迎刃而(er)解。袁開(kai)軍說：“‘大(da)連相干(gan)光(guang)(guang)源(yuan)’打開(kai)了研(yan)(yan)究分子(zi)(zi)高激(ji)發(fa)態反應(ying)機(ji)理(li)研(yan)(yan)究的(de)大(da)門(men)。”“大(da)連相干(gan)光(guang)(guang)源(yuan)”是該研(yan)(yan)究團隊聯合上海應(ying)用(yong)物理(li)研(yan)(yan)究所研(yan)(yan)制(zhi)的(de)我國第一臺極(ji)紫(zi)外自由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)，也是全球唯一運行在極(ji)紫(zi)外波段的(de)自由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)用(yong)戶(hu)裝置。通過(guo)“大(da)連相干(gan)光(guang)(guang)源(yuan)”輸出高亮度、波長可以(yi)調諧的(de)極(ji)紫(zi)外光(guang)(guang)，能夠激(ji)發(fa)任何(he)分子(zi)(zi)到特(te)定的(de)高激(ji)發(fa)態。

　　研(yan)究團隊(dui)利(li)用“大連(lian)相干光源”制備了高(gao)激發態的(de)二(er)氧化(hua)硫分(fen)子(zi)(zi)，并結合(he)自主研(yan)制的(de)高(gao)分(fen)辨離子(zi)(zi)成(cheng)像技術探測(ce)了激發態氧氣(qi)產物的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)態分(fen)布。實驗(yan)發現，二(er)氧化(hua)硫分(fen)子(zi)(zi)在133納米波段附近解(jie)離產生的(de)激發態氧氣(qi)產物呈(cheng)現兩種振動量(liang)(liang)子(zi)(zi)態分(fen)布。

　　隨(sui)后，傅碧娜(na)和張東(dong)輝團隊利用自主發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)高精(jing)(jing)度激(ji)發(fa)(fa)態(tai)(tai)勢能面構建(jian)方法和產(chan)(chan)物量子態(tai)(tai)分辨(bian)的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)計(ji)算，精(jing)(jing)確重現(xian)了實(shi)驗所觀測到的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)，揭示了高激(ji)發(fa)(fa)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)硫分子可(ke)以(yi)通過(guo)漫(man)游反應(ying)(ying)(ying)產(chan)(chan)生(sheng)高振動態(tai)(tai)分布的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣產(chan)(chan)物，而傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)最小(xiao)能量路徑只產(chan)(chan)生(sheng)低振動態(tai)(tai)分布的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣產(chan)(chan)物。實(shi)驗和理論結果的(de)(de)(de)(de)一致(zhi)，證實(shi)了高激(ji)發(fa)(fa)態(tai)(tai)漫(man)游反應(ying)(ying)(ying)通道的(de)(de)(de)(de)存在(zai)，表明了漫(man)游反應(ying)(ying)(ying)在(zai)化(hua)學(xue)反應(ying)(ying)(ying)中普遍存在(zai)。

　　“通過這項(xiang)研究，我們對以往化(hua)(hua)學反應(ying)的理(li)論產生了(le)新的認知，很多傳統化(hua)(hua)學反應(ying)理(li)論無(wu)法解(jie)釋(shi)的現象都有可能用漫(man)游反應(ying)機理(li)得到解(jie)釋(shi)，這將提(ti)升人們對化(hua)(hua)學反應(ying)本質的進(jin)一步理(li)解(jie)。”楊學明說，“每(mei)一次(ci)基礎(chu)研究的突破，都擴展了(le)人類認知的邊界，擴充了(le)人類的知識儲(chu)備。”

　　下一(yi)步，科(ke)研團隊將利用“大連相(xiang)干光源”開展(zhan)更多分子的極紫外光化(hua)學研究，深入理(li)解分子光化(hua)學過程在宇(yu)宙分子演化(hua)和生命起(qi)(qi)源所起(qi)(qi)的作用，同時(shi)推動科(ke)學家發展(zhan)新的理(li)論模型和計算(suan)方法，以此來(lai)更精準地描述(shu)和預測化(hua)學反應。

　　《日報(bao)》（2024年(nian)02月19日?08版）