Новости химической науки > Гелий и моноксид углерода способны на неупругое столкновение

Исследователи из Университетов Нимегена и Бордо продемонстрировали, что в определенных условиях поведение молекул моноксида углерода и атомов гелия не подчиняется модели упругого столкновения – они не разлетаются сразу же после соударения, а некоторое время остаются друг около друга.

Позволяющий проводить более точные измерения аналог установки французских исследователей, благодаря которой стало возможным осуществить этот эксперимент, в настоящий момент появился и в Университете Радбауд.

Эксперименты со столкновениями ультраохлажденных атомов и молекул проводятся в земных условиях для того чтобы понять, какие процессы протекают в межзвездных газо-пылевых облаках. Процессы, протекающие в таких условиях, могут быть изучены с очень высокой точностью, а CO часто применяется в качестве трейсера, позволяющего изучать условия в межзвездном пространстве за счет измерения параметров спектра. Детализированная информация об особенностях молекулярных столкновений позволяет астрономам извлекать больше информации из измерений подобного рода.

Установка, использованная в исследовании (Фото ©: Университет Бордо)

Исследователи из Нимегена теоретически предсказали явления, которые могут протекать при столкновении пучков сверххолодных гелия и CO, и их предсказания были подтверждены экспериментами по изучению сталкивающихся пучков частиц учеными из Бордо.

Совместная работа теоретиков и экспериментаторов привела к открытию двух возможных механизмов, благодаря которым теряется упругость столкновения. В одном случае после столкновения CO и He некоторое время вращаются друг относительно друга, и энергия их соударения переходит во вращательную энергию.

Экспериментальное и теоретическое столкновение пучков гелия и моноксида азота для процесса CO(j = 0) + He  →  CO(j = 1) + He inelastic collisions. (Рисунок из Nature Chemistry 7, 349)

Другой сценарий заключается в том, что молекула СО временно поглощает энергию соударения, переходя на более высокий по энергии уровень вращательной энергии. Эти явления проявляются только при столкновениях с очень низкой скоростью для частиц, характеризующихся определенной кинетической энергией (в экспериментах использовались частицы с энергией, эквивалентной температуре 4 К), и они приводят к переносу энергии от одной сталкивающейся частицы к другой.

Источник: Nature Chemistry 7, 349; (2015) DOI: 10.1038/nchem.2204

метки статьи: #квантовая химия, #кинетика и катализ, #короткоживущие вещества, #космохимия, #природа химической связи, #радиохимия и химия высоких энергий