我科学家首次观测到化学反应中的“日冕环”现象
中国科技网·科技日报合肥4月26日电（记者 吴长锋）记者从中国科技大学获悉，该核王兴安教授和杨学明教授领导的团队，利用自主研发的交叉分子束反应动力学研究装置，在实验上首次观测到了反应前向散射产物中存在的角分布振荡现象。这一重要研究成果日前发表在《自然.化学》杂志（Nature Chemistry）上。
大气中的水滴在太阳光的照射下，在太阳周围会形成美丽的日冕环。这一自然现象是由于太阳光受大气中水滴的散射所照成的。从物理的角度来看，其所产生的原理与著名的杨氏双狭缝干涉现象类似，都是由于光量子的波动特性产生的干涉现象。通过这些日冕环的结构我们可以推测出空气中水滴的大小尺寸。
气相化学反应严格意义上来说就是原子分子的散射过程，比较特别的是在这一散射过程中有旧的化学键形成和新的化学键形成的过程。散射动力学研究尤其是散射产物角分布的测量是研究气相分子反应机理非常重要的途径。前向散射在很多直接化学反应中都存在，但是其反应的机理迄今为止并不清楚。
科研人员利用交叉分子束反应动力学研究装置，对化学中最经典的H+HD?H2+D反应的开展了精确的实验动力学研究。他们首次测得了这一反应产物全量子态分辨的散射图像，通过精确量子动力学计算和分析，发现这一角分布振荡现象其实是由于散射过程中的分波散射的角分布结构引起的。通过这些振荡结构测量，可以了解到造成前向散射的反应过渡态和中间体的大小，也可以知道这些前向振荡结构是由哪几个分波散射所造成的。这样的前向散射反应机理在许多气相化学反应中存在，进一步研究发现，这些在化学反应中首次发现的前向散射振荡结构在三维散射图像中与大气光学中观测到的日冕环的散射图像非常相似。
通过观测光与水滴的日冕环散射，可以了解自然界大气中水滴的大小；而通过观测化学发应中的前向角分布振荡结构，就可以清晰地研究化学反应的过渡态结构及相关动力学。因此，这一研究工作对于气相化学反应机理研究具有普遍的意义。
