从随机到取向--分子转动动力学的超快调控

分子取向物理是研究如何操控分子空间排列方向以及如何制备具有特定方向的分子。近十多年来,分子取向物理学取得巨大进展,人们通过各种技术对分子取向物理进行研究,使人们对分子取向的认识达到一个全新的高度。文章首先介绍了分子的量子态及其分布,转动量子态选择方法和分子的转动动力学,然后概述通过制备和调控转动态的相干布居来控制分子取向的方法。实验和理论表明,分子的不同转动态在相同激光条件作用下产生的转动波包不一样,从而导致分子的准直和取向程度随时间演化完全不一样。通过选择合适的转动量子态能够很好地提高分子取向程度。取向分子作为相互作用靶,为原子分子动力学、精密测量物理、立体化学反应和表面碰撞过程等提供了更加丰富多彩的研究内容。     

超快飞秒激光场中原子分子量子态调控

超快激光及其调控技术的发展使得原子分子量子态超快测控受到广泛关注,这些研究加深了对强激光与原子分子量子态相互作用的认识。本文回顾了相关领域的研究进展,特别集中在超快激光场对分子转动、解离的调控以及原子分子电离的量子态调控的研究,并对未来发展进行了展望。     

Ultrafast Coulomb explosion imaging of molecules and molecular clusters

Taking an image of their structure and a movie of their dynamics of small quantum systems have always been a dream of physicists and chemists. Laser-induced Coulomb explosion imaging (CEI) provides a great opportunity to make this dream a reality for small molecules or their aggregation —— clusters. The method is unique for identifying the atomic locations with ångstrom spatial resolution and capturing the structural evolution with a femtosecond time scale, in particular for imaging transient state products. This review summarizes the determination of three-dimensional equilibrium geometry of molecules and molecular cluster system through the reconstruction from the fragments momenta, and also shows that the dissociation dynamics on the complex potential energy surface can be tracked in real-time with the ultrafast CEI (UCEI). Furthermore, the detailed measurement and analysis procedures of the CEI, theoretical methods, exemplary results, and future perspectives of the technique are described.     

玻尔的分子模型——一个世纪之后

<正>在无穷维度的极限下和经过适当的扩展,玻尔模型最近表现出与量子力学的一致性,能够对氢和其他小分子做出令人惊讶的准确预言。尽管现代计算机拥有巨大的能力和广泛的适用性,人们依然渴望用说教式的、直观并吸引人的方式去理解原子、分子或更复杂系统的电子结构。百年历史的尼尔斯·玻尔模型至今依然保留着这种魅力。在这一模型中,电子是绕着原子核行进,类似于行星围绕太阳的运动。历史上,玻尔模型设法阐明了氢原子光谱,因而极大地促进了量     

飞秒时间分辨离子成像研究NO2分子通道分辨超快解离动力学

本文利用飞秒激光泵浦-探测质谱和离子成像研究了NO_2分子的超快解离动力学.结果表明NO~+离子的动能释放包含两个部分,分别对应的能量是0.05和0.25 eV,并且指认了它们叫能的解离通道.NO~+离子通道分辨的瞬态测量提供了区分超快解离路径贡献的方法,不同动能释放的离子信号变化曲线可以通过双e指数函数进行拟合.其中衰减时间为0.25 ps的快速变化部分产生于里德堡态的演化.变化较慢的信号部分是山两个竞争的通道产生的,其中一个通道是吸收一个400 nm光子到A~2B_2激发态,它的衰减寿命是30 ps;另一个慢的通道是吸收三个400 nm光子到一个价电子类型的里德堡态,它的衰减寿命是短于7.2 ps.通道和时间分辨的实验测量对于区分分子复杂的超快解离动力学具有非常大的潜力.