《飛秒強雷射場分子庫侖爆炸成像》是依託北京大學，由吳成印擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：飛秒強雷射場分子庫侖爆炸成像
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：吳成印
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探測分子結構及其時間演化是物理化學和生物學家的根本任務。飛秒雷射具有超短的脈衝寬度和超高的峰值功率，已經成為測量和調控原子分子超快動力學行為的重要工具。飛秒強雷射場下，分子會發生多電荷電離和庫侖爆炸，產生平動能量很大的碎片離子。通過對庫侖爆炸碎片離子三維動量的全微分符合測量，就可以重構出分子離子在爆炸前的構型。本申請就是在自建的強場原子分子物理實驗平台上，利用超聲分子束製備范德瓦爾斯分子。通過研究這些范德瓦爾斯分子在飛秒強雷射作用下多電荷電離和解離動力學，獲得它們庫侖爆炸產生的碎片離子的精確三維動量，重構出這些范德瓦爾斯分子的幾何構型，為團簇理論計算提供準確可靠的實驗數據。同時該項研究也有助於澄清存在同步解離（即所有化學鍵同時斷裂）和分步解離（即化學鍵分步斷裂，伴隨短壽命中間物的產生）競爭的多體解離動力學以及分子發生多電荷電離時構型如何變化等強場原子分子物理的關鍵科學問題。
結題摘要
飛秒雷射具有超短的脈衝寬度和超高的峰值功率，分子與其相互作用會發生多電荷電離和庫侖爆炸，通過對庫侖爆炸碎片離子三維動量的全微分符合測量，可以實現分子構型成像。項目負責人在自建的強場原子分子物理實驗平台上，系統地研究了共價鍵結合的分子以及范德瓦爾斯力結合的團簇在飛秒強雷射作用下的多電荷電離解離機理以以及多電荷電離前後構型是否發生變化等制約飛秒強雷射分子庫侖爆炸成像套用的關鍵問題，獲得了精確的庫侖爆炸通道數據，重構出分子的幾何構型分布。以二氧化碳分子、氮氣和氬組成的范德瓦爾斯分子、二氧化碳分子團簇以及惰性氣體原子團簇為例，項目負責人演示了庫侖爆炸成像獲得分子幾何構型分布的具體步驟，表明分子庫侖爆炸成像的普適性。該項研究不僅提供了一種分子瞬時構型成像的方法，而且為驗證團簇理論模型提供了精確的實驗數據。
