美國科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱，在比星際空間冷數(shù)百萬倍的溫度下，他們讓兩個(gè)超冷分子發(fā)生了迄今宇宙間最冷的化學(xué)反應(yīng)，形成了分子偶聯(lián)史上最冷的鍵。他們表示，科學(xué)家可利用這種超冷化學(xué)，了解化學(xué)反應(yīng)期間究竟發(fā)生了什么事情。
據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，哈佛大學(xué)的倪康坤稱，在500納開爾文(比絕對(duì)零度僅高百萬分之幾攝氏度)下，分子的運(yùn)動(dòng)速度降至極低，他們看到了以前從未有人見過的情景：兩個(gè)分子相遇形成兩個(gè)新分子的時(shí)刻。
在以前的研究中，倪康坤團(tuán)隊(duì)使用超低溫讓原本不可能發(fā)生反應(yīng)的原子生成分子。在極低溫度下，原子和分子會(huì)減速到可能的最低能量狀態(tài)，研究人員因此可最精確地操縱分子的相互作用。但即便如此，他們也只能看到反應(yīng)的開始：兩個(gè)分子進(jìn)入，隨后發(fā)生的一切對(duì)他們來說就是一個(gè)“反應(yīng)黑洞”。
因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生在飛秒(10-15秒)內(nèi)，即使當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)，也無法捕捉到如此短暫的景象。在過去20年間，科學(xué)家使用超快激光來拍攝反應(yīng)發(fā)生時(shí)的情景，仍然無法捕獲全部景象。倪康坤說：“大多數(shù)時(shí)候，你只是看到反應(yīng)物消失，隨后產(chǎn)物出現(xiàn)，但中間發(fā)生了什么，我們一無所知。”
現(xiàn)在，倪康坤團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的超冷溫度使他們首次看到了反應(yīng)過程中發(fā)生的情況。當(dāng)他們讓兩個(gè)銣鉀發(fā)生反應(yīng)時(shí)，超冷溫度迫使分子在中間階段停留了幾微秒(10-6秒)，這一時(shí)間比平時(shí)長了數(shù)百萬倍，足以讓他們研究鍵的斷裂和形成——也就是一個(gè)分子如何變成另一個(gè)分子的過程。
倪康坤說，有了這一新方法，他們可對(duì)各種預(yù)測反應(yīng)中發(fā)生情況的理論進(jìn)行驗(yàn)證，還可以提出新理論，更精確預(yù)測其他化學(xué)反應(yīng)(甚至發(fā)生在量子領(lǐng)域中的化學(xué)反應(yīng))內(nèi)發(fā)生的情況。此外，借助新反應(yīng)平臺(tái)，他們可以操縱發(fā)生反應(yīng)的物體，在反應(yīng)之前將其激發(fā)，以查看增加能量對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，甚至操控反應(yīng)的進(jìn)行。
關(guān)鍵詞： 超冷分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
