分子“电开关”下篇：调节化学反应速率

深蓝色的畅想

分子“电开关”下篇：调节化学反应速率

在《科学》论文中，叶军团队则详述了这种电开关对于分子化学反应速率的影响。通过电场诱导超冷气体中分子的远程相互作用，影响分子碰撞，科学家们可以显著地提高或者降低化学反应速率。

如前所述，超冷气体分子被囚禁在薄饼状的光学晶格内，但在每个“薄饼”内部可以自己旋转，也可以互相碰撞，就像在冰场上滑冰。

如果这些分子电荷相反的头尾相撞，就会导致化学反应，迅速耗尽气体。但如果它们是并排相撞，就会互相排斥，从而很难接近到发生化学反应的程度。那么，如何能让分子们相互排斥呢？

所幸的是，和温暖气体分子随机的运动碰撞不同，这些超冷气体分子的运动遵循一定的量子力学轨迹。

在改变电场的过程中，研究人员发现了一种特殊的共振现象，两个碰撞、旋转的分子可以交换旋转，使得一个分子转速加倍，而另一个停止旋转。如此以来，碰撞的性质被完全改变，分子之间迅速转换到排斥状态。

在共振点附近，叶军团队发现仅仅将电场强度调节几个百分点，就可以导致化学反应速率近千倍的变化。

NIST新闻稿表示，这种受电开关控制的超冷分子气体可能用于设计新的化学物质，并在量子信息领域有多种实用潜力，包括利用极性分子作为量子比特进行计算，以及用于制作分子钟。

在《科学》论文中，叶军团队则详述了这种电开关对于分子化学反应速率的影响。通过电场诱导超冷气体中分子的远程相互作用，影响分子碰撞，科学家们可以显著地提高或者降低化学反应速率。

如前所述，超冷气体分子被囚禁在薄饼状的光学晶格内，但在每个“薄饼”内部可以自己旋转，也可以互相碰撞，就像在冰场上滑冰。

如果这些分子电荷相反的头尾相撞，就会导致化学反应，迅速耗尽气体。但如果它们是并排相撞，就会互相排斥，从而很难接近到发生化学反应的程度。那么，如何能让分子们相互排斥呢？

所幸的是，和温暖气体分子随机的运动碰撞不同，这些超冷气体分子的运动遵循一定的量子力学轨迹。

在改变电场的过程中，研究人员发现了一种特殊的共振现象，两个碰撞、旋转的分子可以交换旋转，使得一个分子转速加倍，而另一个停止旋转。如此以来，碰撞的性质被完全改变，分子之间迅速转换到排斥状态。

在共振点附近，叶军团队发现仅仅将电场强度调节几个百分点，就可以导致化学反应速率近千倍的变化。

NIST新闻稿表示，这种受电开关控制的超冷分子气体可能用于设计新的化学物质，并在量子信息领域有多种实用潜力，包括利用极性分子作为量子比特进行计算，以及用于制作分子钟。