中子散射实验揭示了H2O和H2的新量子特性

时间：2021-05-29 18:52:10 来源：

新的中子散射实验揭示了分子中量子选择规则的存在，并且可以通过为量子理论提供独特的测试接地来打开关于分子量子特性的新见解。

Laue-Langevin（ILL）研究所的中子散射实验已经发现了分子中的第一个已知的量子选择规则，是防止不同量子态之间某些转变的性质。

实验在Endofulleren上进行，插入C60的C60分子，较小的氢分子（H 2）。在物理审查信函中公布的结果代表了分子中发现的量子选择规则的第一个已知示例。

同一团队还使用类似的技术来揭示用C60笼揭示水分子的激动的新对称性相互作用。

在过去十年中，使用富勒烯如C60捕获较小的分子，以捕获较小的分子。需要一种复杂的化学反应来在C60笼中打开孔口，这允许较小的分子在高压下插入以形成类似于婴儿拨浪鼓的密封结构。得到的复合物提供了一种“纳米制造”环境，适用于通过光谱技术检查被困分子。

通过将样品暴露于连续的中子束，可以精确地确定分子复合物的能量水平。由于其基本磁性旋转，使用中子的使用是对这种实验的理想选择，这允许它们驱动更广泛的转变范围而不是光子。

用邻邻和对氢气的混合物进行的中子散射实验表明，从所得光谱中系统地不存在来自帕拉-H2接地状态的许多禁止的转变。这证实存在分子选择规则，该发现与广泛保持的视图进行计数器，即这种分子化合物不受任何选择规则。

为生病的实验工作做出贡献的实验工作的教授，“这是国际合作的一个很棒的例子，用于研究一个独特的样本，其中只有几十毫克在全球范围内。日本人首先学会了如何开辟C60，与纽约的研究人员合作提高了对这些量子系统的理解。在一年多年前不会成为可能的实验中，将样品暴露于世界上最高的中子通量。“

他补充说：“实验提供了一种在有效的球形环境中隔离氢的方法，其对称性使理论计算变得更加巨大。迄今为止迄今为止的这种明确的系统提供了一种优异的量子理论测
试床。“用H2O形式进行的类似实验称为正交和β-水的形式也揭示了先前未被发现的ortho-H2O地的分裂状态，指向对称破裂的相互作用，当分子在C60笼中分离时出现。如果分子限制或一组更长的范围相互作用负责观察到的对称性突破是相当兴趣的主题，一个值得进一步的研究。

出版物：John-Mark A. Allen，“机械地处理时间旅行量子”，物理。Rev. A 90,042107,2014; DOI：10.1103 / physreva.90.042107

研究报告的PDF副本：机械处理时间旅行量子

图像：Darren Whittingham.

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