清华大学物理系莫宇翔课题组：氢分子光解实验取得重要成果

【成果简介】

清华大学物理系莫宇翔教授课题组近期在Phys. Rev. Lett.上发表了题为 “Oscillation of Branching Ratios Between the D(2s) + D(1s) and the D(2p) + D(1s) Channels in Direct Photodissociation of D₂”的论文，由于编辑认为该论文具有特别的重要性和创新性，被选为编辑推选论文。文章第一作者为在读博士生汪杰，第二作者为已毕业博士生孟庆楠，通讯作者为莫宇翔。这篇论文第一次从实验上观测到了氢（氘）分子光解中产物H(2s)和H(2p)的分支比存在的振荡现象，并用一个简单的有效势阱模型对这个现象进行了解释。此外该论文第一次清楚的表明：在光解中碎片的相位对于控制反应的分支比有重要作用。

【图文导读】

图1无场条件下，D(2s,2p)强度是XUV输入与UV探针激光脉冲之间时延的函数。

图2 D₂光解作用中得到的D(2s,2p)产物光谱和D₂直接离解作用中的D(2s)/[D(2s)+D(2p)]分支比。

（a）D₂光解作用中得到的D(2s,2p)产物光谱；

（b）D₂直接离解作用中的D(2s)/[D(2s)+D(2p)]分支比。

【研究内容】

1987年，法国科学家在《物理评论A》发表论文预测，在氢（氘）分子光解中，产物H(2s)和H(2p)的分支比存在振荡现象，这是由于H(2s) 和H(2p) 分别对应于两个不同解离通道，产物通过两个通道时有不同的相位，当改变激发能量时，这两个通道的相位发生变化，导致这两个通道的分支比发生周期性变化。这个现象类似于一束平行光通过两个狭缝时，后面的屏幕上看到明暗相间的条纹：光学中的杨氏双缝干涉实验。莫宇翔课题组发表的这篇论文，第一次从实验上观测到了这个现象，并用一个简单的有效势阱模型对这个现象进行了解释。该论文第一次清楚的表明：在光解中碎片的相位对于控制反应的分支比有重要作用。该论文的实验利用了四波混频产生高分辨XUV激光和延迟探测曲线测量D(2s) 和D(2p) 产物的分支比技术。其中后一技术为文献中首次报道。

氢分子由于其简单性，是物理学家最喜欢的研究对象之一，相关成果对推进原子分子物理的发展有重要意义。莫宇翔的课题组利用他们独特的实验技术，从2012年起开始相关的研究，还取得了其他重要成果，如第一次观测到了碎片角度分辨的分子吸收线形(Phys. Rev. A 93, 050501(R))。该项研究得到了国家自然科学基金和滚球体育 部973项目的资助。

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

文献链接：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）

本文由材料人编辑部王冰编辑，点我加入材料人编辑部。

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