首例分子高激发态漫游反应通道被发现

在化学反应中，分子、原子需要“翻山越岭”，越过能量壁垒的“高山”转换为新物质。但也有部分分子会从山峰外围“绕远”，出现特殊的漫游反应。利用大连相干光源，中国科学院大连化学物理研究所发现了首例分子高激发态的漫游反应通道，表明了漫游反应机理在化学反应中的普适性，为理解和预测化学反应提供了新的视角。相关研究成果日前在《科学》杂志发表。

漫游反应在21世纪初被发现，但科学界对其机理的解析一直局限在分子的低电子态和基态。作为全球唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置，大连相干光源能输出高亮度、波长可调谐的极紫外光，可以激发任何分子到特定的高激发态。

“可以说，大连相干光源打开了研究分子高激发态反应机理研究的大门。”中国科学院大连化物所研究员袁开军说，他所在的科研团队制备了高激发态的二氧化硫分子，并探测了激发态氧气产物的量子态分布，随后又通过理论计算，精确重现了实验所观测到的现象。实验和理论结果的一致，证实了高激发态漫游反应通道的存在，表明了漫游反应在化学反应中普遍存在。

“通过这项研究，我们对化学反应理论产生了新的认知，很多传统理论无法解释的现象，都可能用漫游反应机理得到解释，这将提升人们对化学反应本质的进一步理解。”中国科学院院士杨学明说。（记者 刘苏雅）