强激光场中He2分子的摆动准直和强化学键
发布日期:2018-12-19   作者:王玲   浏览次数:438

近期,魏启及其合作者在强场物理研究方面取得重要进展,相关成果以“Pendular alignment and strong chemical binding are induced in helium dimer molecules by intense laser fields”为题在线发表于国际著名期刊《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)该工作由本实验室魏美国普渡大学的Sabre Kais教授,日本京都大学的Tomokazu Yasuike教授和哈佛大学的Dudley Herschbach 教授合作完成,华东师范大学为第一完成单位,魏启为本文的第一作者及通讯作者,Dudley Herschbach教授为共同通讯作者。

工作根据激光强度的不同分成两个部分:(1)在非共振弱激光场中,通过极化率的各向异性来让分子进行空间准直,从而形成摆动态;(2)在高频超强激光场中,电子进入缀势态,从而在两个He原子之间形成很强的化学键,通过借助一个电子激发态,提出一个从光谱上进行验证的实验方法。

第一部分的工作中,魏启和Dudley Herschbach等根据激光脉冲的长短,对He2分子的激光空间准直进行了分类研究。在短激光脉冲激光场中,He2分子会从激光场获得角动量,由于He2分子键的极端脆弱性,He2分子会因转动而解离,这个过程称为非绝热准直;在长脉冲激光场中,He2分子会因极化率的各向异性而进入摆动态,这个过程称为绝热准直。He2分子的绝热准直以前从未被研究过,魏启和Dudley Herschbach等通过对He2分子摆动态的精确计算,并提出了切实可行的实验方案,从而填补了这个领域的空白。

第二部分的工作中,魏启和Dudley Herschbach等首次提出了以光谱的方法来验证Kramers-Henneberger态的He2分子,这个光谱来自电子基态和激发态之间的跃迁。他们精确计算了在不同激光参数下He2分子势能面和相应的光谱谱线,并给出了优化的激光参数从而为下一步的实验验证奠定理论基础。这项研究工作对激光场中分子调控、化学反应的超快行为和光催化等领域有着重要意义。

  

PNAS 115,9058(2018).pdf