p Na reação química mais simples da natureza, a bem conhecida intersecção cônica existe entre o solo e o primeiro estado excitado. Portanto, o H + H ₂ reação e suas variantes isotópicas têm sido o sistema de referência no estudo do efeito de fase geométrica (GP) em reações químicas. p Anteriormente, esforços foram feitos para observar e compreender o efeito GP no H + H ₂ reação. Contudo, nenhuma evidência experimental convincente do efeito GP em qualquer reação química foi detectada até agora.

p Recentemente, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências realizaram uma investigação experimental e teórica combinada de H + HD a H ₂ + D reação.

p A equipe experimental, que foi liderado pelo Prof. Wang Xingan e Prof. Yang Xueming, realizaram um estudo de feixes moleculares cruzados usando a técnica de imagem de íons de mapa de velocidade de alta resolução. Oscilações de espalhamento direto rápido de H ₂ (v ', j ') produtos foram observados em seções transversais diferenciais em uma energia de colisão nas proximidades do H ₃ intersecção cônica.

p O Prof. Sun Zhigang desenvolveu uma abordagem teórica quântica única para considerar o efeito GP em uma reação química. Com base em uma superfície de energia potencial precisa recém-desenvolvida pelo Prof. Zhang Donghui, os pesquisadores descobriram que as estruturas de oscilação observadas experimentalmente nas dispersões para a frente só podiam ser reproduzidas por cálculos teóricos, incluindo o efeito de fase geométrica.

p Por meio deste estudo, um novo mecanismo de reação também foi descoberto para esta reação de referência em alta colisão. Esta investigação respondeu claramente a uma questão de longa data na dinâmica da reação química, ou seja, como o efeito GP influencia profundamente a reatividade química. O estudo certamente tem implicações importantes para estudos de dinâmica de sistemas moleculares com interseções cônicas em geral.

p Essa pesquisa, intitulado "Observação do efeito de fase geométrica no H + HD para H ₂ + D reação, "foi publicado em Ciência .

p A aproximação de Born-Oppenheimer (BOA) é a base para a compreensão da natureza quântica dos sistemas moleculares e leva ao desenvolvimento de conceitos importantes, como estados eletrônicos e órbitas moleculares. Em uma molécula, as interações não adiabáticas entre estados eletrônicos são onipresentes. Contudo, devido à natureza complicada dos acoplamentos não adiabáticos, os sistemas moleculares são freqüentemente tratados sem considerar os acoplamentos não adiabáticos e o efeito dos estados excitados.

p Contudo, na presença de interações cônicas em sistemas moleculares, tais aproximações podem falhar. Meio século atrás, cientistas descobriram que, ao introduzir uma fase geométrica, pode-se tratar adequadamente esses sistemas de forma mecânica quântica. Apresentando um efeito GP, Contudo, poderia ter um efeito profundo nos sistemas quânticos. Por exemplo, um dos efeitos Hall quânticos resulta de um efeito de fase geométrica eletrônica. Portanto, o efeito da fase geométrica é uma questão fundamental tanto na física quanto na química.