清華大學物理系莫宇翔課題組：氫分子光解實驗取得重要成果

【成果簡介】

清華大學物理系莫宇翔教授課題組近期在Phys. Rev. Lett.上發表了題為 “Oscillation of Branching Ratios Between the?D(2s) + D(1s)?and the D(2p) + D(1s)?Channels in Direct Photodissociation of?D₂”的論文，由于編輯認為該論文具有特別的重要性和創新性，被選為編輯推選論文。文章第一作者為在讀博士生汪杰，第二作者為已畢業博士生孟慶楠，通訊作者為莫宇翔。這篇論文第一次從實驗上觀測到了氫（氘）分子光解中產物H(2s)和H(2p)的分支比存在的振蕩現象，并用一個簡單的有效勢阱模型對這個現象進行了解釋。此外該論文第一次清楚的表明：在光解中碎片的相位對于控制反應的分支比有重要作用。

【圖文導讀】

圖1?無場條件下，D(2s,2p)強度是XUV輸入與UV探針激光脈沖之間時延的函數。

圖2 D₂光解作用中得到的D(2s,2p)產物光譜和D₂直接離解作用中的D(2s)/[D(2s)+D(2p)]分支比。

（a）D₂光解作用中得到的D(2s,2p)產物光譜；

（b）D₂直接離解作用中的D(2s)/[D(2s)+D(2p)]分支比。

【研究內容】

1987年，法國科學家在《物理評論A》發表論文預測，在氫（氘）分子光解中，產物H(2s)和H(2p)的分支比存在振蕩現象，這是由于H(2s) 和H(2p) 分別對應于兩個不同解離通道，產物通過兩個通道時有不同的相位，當改變激發能量時，這兩個通道的相位發生變化，導致這兩個通道的分支比發生周期性變化。這個現象類似于一束平行光通過兩個狹縫時，后面的屏幕上看到明暗相間的條紋：光學中的楊氏雙縫干涉實驗。莫宇翔課題組發表的這篇論文，第一次從實驗上觀測到了這個現象，并用一個簡單的有效勢阱模型對這個現象進行了解釋。該論文第一次清楚的表明：在光解中碎片的相位對于控制反應的分支比有重要作用。該論文的實驗利用了四波混頻產生高分辨XUV激光和延遲探測曲線測量D(2s) 和D(2p) 產物的分支比技術。其中后一技術為文獻中首次報道。

氫分子由于其簡單性，是物理學家最喜歡的研究對象之一，相關成果對推進原子分子物理的發展有重要意義。莫宇翔的課題組利用他們獨特的實驗技術，從2012年起開始相關的研究，還取得了其他重要成果，如第一次觀測到了碎片角度分辨的分子吸收線形(Phys. Rev. A 93, 050501(R))。該項研究得到了國家自然科學基金和科技部973項目的資助。

原文鏈接：http://www.phys.tsinghua.edu.cn/publish/phy/5282/2017/20170809200317068100106/20170809200317068100106_.html。

文獻鏈接：Oscillation of Branching Ratios Between the D ( 2 s ) + D ( 1 s ) and the D ( 2 p ) + D ( 1 s ) Channels in Direct Photodissociation of D 2（Phys. Rev. Lett.，2017，DOI：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.053002）

本文由材料人編輯部王冰編輯，點我加入材料人編輯部。

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