模拟揭示了超冷反应中混沌的普遍特征

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模拟揭示了超冷反应中混沌的普遍特征

  研究人员首次对钾铷(KRb)和钾原子之间的基准超冷化学反应进行了量子力学模拟◇☆☆=▲,为新的受控化学实验和化学反应的量子控制打开了大门•□,这可能引发量子计算和传感技术☆▪▽☆。多机构团队的研究模拟了超冷化学反应,结果尚未在实验中揭示。

  □☆▼…“我们发现整体反应性对系统潜在的混沌动力学很不敏感◁▪◆▲,”洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部门的Brian Kendrick说,“这一观察结果对于控制化学的发展和超冷的技术应用具有重要意义。从精密测量到量子计算的分子。△●◁◇=“

  该研究解决了关于化学反应是否发生在绝对零度以上十亿分之一以及结果是否可以控制的开放性问题。世界各地的科学家通过在接近绝对零度的温度下冷却和捕获原子和分子并允许它们进行化学相互作用来实验性地解决这些问题。这个化学领域,被广泛称为超冷化学▷▷=,已成为化学反应的化学实验和化学反应的量子控制的温床。

  在2010年的一项开创性实验中,科罗拉多州JILA(前身为实验室天体物理联合研究所)的研究小组能够在纳克开尔文温度下产生KRb分子的超冷气体…△○●…★。通过仅仅翻转KRb分子的核自旋•◁▷=▷,他们证明了这些分子之间的超冷反应可以打开或关闭 - 这是受控按需化学的完美例证。

  但是,对这种系统的反应动力学的理论计算提出了令人生畏的计算挑战…●•▼…。K + KRb反应的计算提供了对实验中未揭示的反应动力学的新见解 - 旋转分辨的反应速率表现出统计(泊松)分布。

  肯德里克指出-▲■,他们研究的一个有趣发现是•◆•●,虽然整体反应性受长程力的支配▪▷•,但产品K2分子的旋转群体受短程混沌动力学的控制。○△=■•“混沌动力学似乎是涉及重碱分子的所有超冷反应的一般性质▷◇○■==,”肯德里克说▽◇◁,“因此所有这些反应的旋转种群将表现出相同的泊松分布。”

  这种对超冷反应的新的基本理解将指导量子控制/计算,精确测量和传感的相关技术应用,这对洛斯阿拉莫斯在信息科学和技术以及全球安全方面的使命至关重要。

本文由亚博-天体物理编辑整理报道