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非共振光学驻波对绝热排列分子的散射

隶属于韩国蔚山国立科学技术研究院(UNIST)的研究小组发现,当非极性分子的旋转量子态在激光场(非共振激光场)的影响下发生变化时,其运动也会发生变化。轨迹。

棒球投手会投掷各种各样的球,每个球的轨迹略有不同。这是因为每种螺距类型取决于与球周围流动的空气的相互作用程度。隶属于UNIST的一项最新研究表明,即使很小的不可见分子在与激光相互作用时,每种旋转状态的运动轨迹也不同。

由UNIST自然科学学院的赵素淑教授领导的研究小组发现,当非极性分子的旋转量子态在激光场(非共振激光场)的影响下发生变化时,它们的运动也会发生变化。轨迹。像棒球投球一样,分子的排列程度根据旋转量子态而变化,这给分子的轨迹带来了显着变化。

当不存在激光场时,分子在每个旋转量子状态下自由旋转。但是,当那些最初自由旋转的分子与激光场相互作用时,就会发生变化。因此,在激光场的存在下,即使非极性分子也经历感应的偶极矩,并且这种程度根据旋转量子态而变化。这些分子在特定方向(激光偏振方向)上排列,同时,分子的平移运动(前移)通过与激光场的相互作用而发生变化。

这样,由外部电场感应的极性程度被称为极化率。这不仅与分子的排列程度有关,而且与旋转量子态有关。分子的排列程度取决于激光场的强度。但是,在解释先前报道的实验结果时,忽略了旋转状态依赖的分子排列对分子散射的影响。

在研究中,研究小组考虑了对准效应,准确地解释了分子的运动轨迹。通过散射实验,研究团队通过两个相同特性的反向传播的脉冲红外(IR)激光束形成的光学驻波,证明了状态依赖性对准对CS2(二硫化碳)分子散射的影响。考虑到对准效果,通过轨迹模拟对结果进行了分析。根据他们的分析,考虑到对准效果,可以很好地解释横向速度的变化。

“在2015年《物理评论快报》上发表的论文中,“极化率随每个旋转量子态的变化而变化”是无法解释的。” Lee Young Kim(物理学硕士/博士相结合,该研究的第一作者UNIST):“这次,通过精确评估极化速率,并考虑到对准效应,可以成功地解释散射实验。”

赵教授说:“对对准分子在激光场中的散射的准确研究可能是控制平移分子运动的基础,也是可以根据非极性分子的旋转状态分离非极性分子的技术发展的基础。” “这项研究将作为进一步研究的基础,例如分离不同量子态分布的异构体,以及研究反应动力学。”

这项研究的结果已发表在《科学进展》上。

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