p O produto do átomo D da reação F + HD → HF + D a uma energia de colisão de 2,10 kcal / mol. (A) Resultados experimentais; (B) resultados teóricos. O ângulo de cruzamento dos dois feixes é de 160 °. θ =0 ° e 180 ° denotam a direção de espalhamento para frente e para trás, respectivamente, para o coproduto HF no referencial do centro de massa em relação à direção do feixe do átomo F. Uma característica peculiar em forma de ferradura na direção de espalhamento para frente pode ser vista claramente no padrão de espalhamento. Crédito: Ciência (2021). DOI:10.1126 / science.abf4205
p Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, a Academia Chinesa de Ciências e a Southern University of Science and Technology, descobriu um padrão instigante em seções transversais observadas em uma reação F + HD → HF + D. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo descreve sua abordagem dupla para aprender mais sobre o papel das interações spin-órbita relativísticas nas reações químicas. T. Peter Rakitzis, com a Universidade de Creta, e IESL-FORTH, publicou um artigo Perspectives na mesma edição do periódico descrevendo a dificuldade de estudar reações químicas no nível quântico e o trabalho realizado pela equipe na China. p Estudar as reações químicas à medida que ocorrem no nível quântico é um trabalho difícil - não apenas há várias coisas acontecendo quase todas ao mesmo tempo, mas as reações mais interessantes acontecem em um período de tempo muito curto. Neste novo esforço, os pesquisadores buscaram superar tais problemas e aprender mais sobre o que acontece durante apenas um tipo de reação:a reação F + HD → HF + D. Para esse fim, eles realizaram uma abordagem dupla para capturar o que acontece quando os reagentes se espalham devido aos efeitos quânticos.
p A primeira parte do experimento envolveu o uso de imagens de mapas de velocidade de alta qualidade, técnica de feixes cruzados para aprender mais sobre ressonâncias de ondas parciais. A segunda parte envolveu a criação de simulações baseadas em teorias sobre o que deveria acontecer em tais reações. Como observam os pesquisadores, durante uma condição de colisão, um dispositivo de feixe cruzado molecular pode detectar o produto de ângulo de espalhamento resolvido com resolução de estado rotacional.
p Usar os dados do dispositivo e das simulações em conjunto (que incluíam efeitos de momento angular eletrônico) permitiu que a equipe observasse o efeito de momento angular eletrônico durante uma reação química. Também permitiu que os pesquisadores observassem um interessante padrão em forma de ferradura em seções transversais da reação enquanto ela ocorria - na direção do espalhamento. A parte teórica de seu experimento sugeriu que o design do padrão único é devido à interferência quântica que ocorreu entre a divisão spin-órbita positiva e negativa e as ressonâncias de semi-onda. Os pesquisadores sugerem que seus resultados fornecem um exemplo de interações spin-orbitais que influenciam a dinâmica de uma reação.
p Os círculos à esquerda são a medição experimental das seções transversais diferenciais resolvidas no estado do produto da reação de F + HD, a imagem certa é a função de onda de ressonância de onda parcial relacionada à reação. Crédito:DICP
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