通過探測冷碰撞中的彈性散射和反應散射確定量子共振的性質

2020-12-09 科學網

通過探測冷碰撞中的彈性散射和反應散射確定量子共振的性質

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/12/2 15:07:43

以色列魏茨曼科學研究所Edvardas Narevicius研究團隊揭示了通過探測冷碰撞中的彈性和反應散射來確定量子共振的性質的方法。 這一研究成果於2020年11月30日發表在國際頂尖學術期刊《自然—化學》。

散射共振在物理和化學碰撞過程中起著核心作用。由於散射波函數的空間定位，它們有助於建立對碰撞動力學的直觀理解。對於位於離心勢壘後的短距離反應區內的共振，反應速率的尖峰是特徵信號，最近在低能碰撞的最新實驗中觀察到。

然而，如果共振發生在反應區域之外，則彈性散射大部分會被修正。這可能是由於上述勢壘共振（經典軌道的量子模擬）引起的。通過在合併束實驗中探測亞穩態氦與氘分子的彈性散射和非彈性散射，研究人員區分了量子共振的性質——隧道共振與勢壘共振——並通過計算相應的散射波函數進行了驗證。

附：英文原文

Title: Determining the nature of quantum resonances by probing elastic and reactive scattering in cold collisions

Author: Prerna Paliwal, Nabanita Deb, Daniel M. Reich, Ad van der Avoird, Christiane P. Koch, Edvardas Narevicius

Issue&Volume: 2020-11-30

Abstract: Scattering resonances play a central role in collision processes in physics and chemistry. They help build an intuitive understanding of the collision dynamics due to the spatial localization of the scattering wavefunctions. For resonances that are localized in the reaction region, located at short separation behind the centrifugal barrier, sharp peaks in the reaction rates are the characteristic signature, observed recently with state-of-the-art experiments in low-energy collisions. If, however, the localization occurs outside of the reaction region, mostly the elastic scattering is modified. This may occur due to above-barrier resonances, the quantum analogue of classical orbiting. By probing both elastic and inelastic scattering of metastable helium with deuterium molecules in merged-beam experiments, we differentiate between the nature of quantum resonances—tunnelling resonances versus above-barrier resonances—and corroborate our findings by calculating the corresponding scattering wavefunctions.

DOI: 10.1038/s41557-020-00578-x

Source: https://www.nature.com/articles/s41557-020-00578-x

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