专家介绍:
在化学反应中,一种物质转化为另一种物质,本质上这是原子重新排列组合、构成新物种的过程。因此,要从根本上理解化学变化的原因和过程,并对其进行调控,就需要在原子分子的层次上理解化学反应。申请人的研究方向是利用交叉分子束散射实验方法,结合新发展的激光技术,对化学反应的微观机理和动力学过程进行研究。近年来取得的主要学术成绩包括:
(1)在F+HD→HF+D反应的研究中,通过发展液氮低温F束源,首次在实验上直接观测到化学反应中的分波共振态[Science, 327, 1501(2010),共同第一作者]。英国剑桥大学Stuart Althorpe教授在同期的 Science 期刊上专门撰写了评述文章,详细介绍了这一工作及其学术意义,称其为“从量子力学第一性原理认识化学反应的一个主要标志性工作”。
(2)通过对四原子反应OH+HD → H2O+D的实验测量,证明量子散射计算已经能够精确地模拟四原子反应[Science 333, 440(2011),共同第一作者],审稿人将其誉为“反应动力学发展的一个里程”。
(3)牵头研制了一套单纵模、高脉冲能量的激光系统(申请专利并已获得授权:CN201210208782.9.),能够将超过90%的HD(v=0, j=0)抽运至振动激发态(v=1, j=0) [ J. Phys. Chem. Lett. 4, 368(2013),共同通讯作者]。在此基础上,研究了F+HD(v=1) 反应,发现分子的振动激发不仅提供能量,也能开启新的反应通道,从而能观察到在基态反应中所无法观察到的共振现象 [Science 342, 1499(2013),共同通讯作者]。随后,进一步在Cl+HD→DCl+H反应中观测到共振态。[ Science 347, 60 (2015),共同通讯作者] 。
(5)在低温反应F+H2-->HF+H中观测到由于共振态增强的隧穿效应,揭示了在星际空间中HF的来源。[Nature Chemistry 11, 744–749 (2019),,共同第一作者]。
(6)在H+HD-->H2+D反应中,发现了化学反应中新的量子干涉效应,并证明了在低于锥形交叉的能量下,也能观测到几何相位效应存在的证据。[Science 368, 767(2020)]。