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囚禁的氫分子表現出量子行為
來源:氫分子產業網 發表時間:2018-7-30 15:54:33 閱讀:2121

一組科學家報告,被困在由有機分子制成的小籠子里的氫分子具有意想不到的量子行為,這表明籠子結構影響著囚禁在里面分子的行為。

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這是一個不明飛行物嗎?不。這是困在有機包合物籠內旋轉的一個氫分子的概率分布。

華盛頓卡內基研究所科學家蒂姆斯特羅貝爾等發現,如果被困在小小有機分子籠子里,氫分子會展現出意想不到的量子行為,這一研究說明在極小尺度空間內,被限制的分子行為會出現很大改變。和經典力學的最大區別是,量子尺度下的不確定性,具有不連續性和幾率特征,量子的運動速度和質量絕對不能同時測定。使用最先進的非彈性中子能譜儀,能對包合物分子結構在原子水平上進行動態觀察。包合物由一個晶格結構形式的籠子,可像一個分子級監獄捕捉小分子,研究團隊使用對苯二酚包合物籠子捕捉氫氣分子。讓一個氫氣分子關閉在每個籠子里,這樣可以對孤立的氫氣分子的量子行為進行詳細檢查。

斯特羅貝爾解釋說:“將單個孤立粒子限制在一定空間內,給研究這種顆粒的量子行為提高了幾乎完美的條件。”研究小組觀察了在籠子里慌亂和旋轉的氫分子。令人驚訝的是,籠內的氫氣分子可以在所有的方向自由旋轉。“氫分子的行為類似于粘附在一個金屬表面,這是第一次觀察到困在包合物內的氫分子,這種二維阻礙轉子的量子行為特征。研究結果證明,包合物籠的局部結構極大地影響氫氣分子的動力學,導致兩個沒有化學鍵的維度偏愛旋轉。這一發現可能為設計新的儲氫材料提高重要思路

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