Only Perception: 原子的拉鋸戰

2008-07-03

原子的拉鋸戰

Atomic Tug of War
http://www.physorg.com/news134223281.html

July 02, 2008

一種新的能量轉移形態，發表於今日的 Nature 上，也許對大氣中所進行的反應，甚或那些在體內發生反應的研究有所衝擊。

想像由二個原子所組成的一個簡單分子，猶如二顆球被一個彈簧連在一起。若一個進來的原子擊中這個分子的某一邊，彈簧會壓縮，而你大概預料分子會向後跳 -- 記得牛頓的搖籃嗎？（譯註：台灣稱牛頓擺，http://en.wikipedia.org/wiki/Newton）

然而，Bristol 大學化學系 Stuart Greaves 博士所完成的研究卻指出，與預期剛好相反，在某些狀態下分子會往前而非往後跳。

Greaves 等人研究快速的氫原子與透過超音波冷卻的氘--氘分子碰撞。在碰撞不會產生化學反應的情況下，氫原子散射。

在這些「無彈性的」過程中，氫原子的散射通常會往後。不過在此例中，該團隊發現無彈性的散射過程導致大部分是往前的散射 -- 與所預期的相反。

Stuart Greaves 說："在研究中的反應是最簡單的化學反應可能性，然而它仍繼續讓我們吃驚，甚至是在八十年的科學調查後。我們的研究為化學反應機制的理解，例如那些在大氣中發生的，提供另一塊重要的拼圖。"

發生了什麼事的解釋是：即使氫原子以「擦撞（grazing collision）」的方式飛掠過這個氘--氘分子，這都能將最靠近它的氘原子用力拉向它，因此擴展了二氘原子之間的鍵結，導致分子往前移動。

碰撞的動畫請參見下面網站：
http://www.dur.ac.uk/eckart.wrede/QCT/inelastic/traj.php?product=4&traj=1

※ 相關報導：

＊ Vibrational excitation through tug-of-war inelastic collisions
http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7200/abs/nature07079.html

Stuart J. Greaves, Eckart Wrede, Noah T. Goldberg,
Jianyang Zhang, Daniel J. Miller & Richard N. Zare
Nature 454, 88-91 (3 July 2008)
doi: 10.1038/nature07079