發現（xiàn）首例分子高激發態的漫遊（yóu）反應通道

2月16日，國際學術期刊《科學（xué）》發表我國科研人員在化學研究領域的一項新突破。中國科學院大連化學（xué）物理研究所的科研團（tuán）隊利用國家重大（dà）科（kē）研儀器設備大連（lián）相幹光源發現了首例分子高激發態的漫遊反應通道，表明了漫遊反應機理在化學反應中的普適性，為理解和預測化學反應提供了新的（de）視（shì）角。

在傳統的化學反應過渡態理論中，反應主要沿著（zhe）最小（xiǎo）能量路徑進行，就像“登山（shān）者”通常要找到最低的山脊線越過高山（shān）一樣（yàng），以此消耗最少（shǎo）的能量。在某些化學反應中，分子可能會從山峰外圍“繞（rào）遠”，從微觀的角度（dù）看，原子或者基團不會立即從分（fèn）子中（zhōng）斷（duàn）開，而是在分子附（fù）近“晃蕩”，忽遠忽近，就像宇航員在太空“漫遊”一樣，最終形成與（yǔ）傳統化學反應不（bú）同（tóng）的產物，這就是漫遊反應。21世紀初，科學家第一次（cì）發現漫遊反應，但是分子達到高激發態時是否存在漫遊反應一直未得到證實。

我國科研團隊利（lì）用大連相幹光源製備了高激發態的二氧化硫（liú）分子，並結合自主研製的高（gāo）分辨離子成像技術探測了激發態氧氣產物的量子態分布。實（shí）驗發現，二氧化硫分子在133納米波段附近解離產生的激發態氧氣產物呈現兩種振動量子（zǐ）態（tài）分布。隨後，傅碧娜研究（jiū）員和張東輝院士團隊利用自主發展的高精度激發態勢能麵構建方法和產（chǎn）物量子態分辨的動力（lì）學計（jì）算，精確重現了實驗（yàn）所觀測到的現象，揭示了高激發（fā）態的二氧（yǎng）化硫分子可以通過漫遊反應產生高振動態分布（bù）的氧氣產物，而傳統的高速絞線機（jī）最小能量路徑隻產（chǎn）生低振動態分布的氧氣（qì）產物。實驗（yàn）和理論結果的一（yī）致，證（zhèng）實了高激發態（tài）漫遊反應通道的（de）存在，表（biǎo）明了漫遊反應在（zài）化學（xué）反應中普遍存在。

通（tōng）過這項研究，科研人員對以往化學反應的理論產生了新的認知，很多（duō）傳統化學反應理論無法解釋（shì）的（de）現象（xiàng）都有（yǒu）可能用漫遊反應機理得到解釋，這（zhè）將提升人（rén）們對（duì）化學反應本質的進一步理解。