圖片來源：S. BACKUS/科羅拉多大學 |
在每年的這個時候，大多數關於電影的討論都集中在大製作的好萊塢大片上。現在，科羅拉多大學博爾德分校和密歇根大學安阿伯分校的研究人員製作了一部示意電影，他們說這是同類電影中的首部：一部直接展示從開始到結束監測的反應過程的電影。他們的研究結果發表在本週的《物理評論快報》上。
在實驗中，邁克爾·鮑爾和他的同事們將氧分子放置在一個極冷的鉑表面上。來自紅外雷射的飛秒光脈衝激發了氧分子並使其旋轉。氧分子和鉑表面之間電子的共享排列（化學鍵）的變化發生在約半皮秒內。透過監測氧分子能量光譜的變化，研究人員能夠跟蹤反應的整個過程。
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他們看到，最初，一個處於超氧狀態的氧分子，其鍵軸幾乎平行於鉑表面。然而，當來自雷射的光能量加熱鉑的電子時，一個受激電子隧穿到一個氧分子上的軌道，導致它旋轉。之後，分子鬆弛到原來的位置。研究人員製作了一部示意電影，說明了反應是如何進行的（見圖片）。
表面反應在許多工業和催化過程中都很重要。作者寫道：“這項工作證明了一種強大的新技術，用於探測表面區域性有序性在其基本時間尺度上的變化。”