《物理评论A》

科学家揭示超重元素中5g电子的轨道坍缩和双态

俄罗斯圣彼得堡国立大学的I. I. Tupitsyn研究团队揭示了超重元素中5g电子的轨道坍缩和双态。相关研究成果4月5日在《物理评论A》发表。

研究人员成功证明了在改变原子总角动量J的过程中，5g电子轨道坍缩现象确实存在。此外，他们还发现，在部分超重元素中，相同的Dirac-Fock方程可能产生两个不同的解，这意味着5g电子有可能定位在内阱或外阱中。值得注意的是，在这两种情况下，径向波函数都是无节点的。为了更深入探究这种双态共存问题，研究人员还采用了基于Dirac-Fock-Sturm轨道的组态相互作用方法进行了研究。

据悉，人们对超重元素原子中的5g和6f电子的轨道坍缩问题进行了深入探讨。在此之前，元素周期表中的4f和5f元素已经证实了轨道坍塌现象的存在。由于f和g电子具有较大的离心力项，其有效径向势呈现出两个截然不同的势阱：一个窄而深，另一个宽而浅。根据外部参数的变化，电子可以选择定位在结合能较低、平均半径较大的外阱中，也可以选择在能量较高、平均半径较小的内阱中。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.109.042807

科学家研究解离电子附着中的量子相干性

印度塔塔基础研究所的Suvasis Swain研究小组与印度拉曼研究所的E. Krishnakumar对与解离电子附着中的量子相干性相关的同位素效应进行了研究。相关研究成果4月5日在《物理评论A》发表。

该研究团队报道了在解离电子附着（DEA）过程中观察到的H2同位素HD的量子相干性现象。在同位素效应的研究中，他们发现H-和D-在角分布上均呈现出相同的向前向后不对称性。为了解释这一现象，研究人员通过两个量子路径之间的干涉作用，指出在此过程中，由不对称质量引起的永久偶极矩并未发挥明显作用。

据悉，DEA是分子中原子核自由度与电子自由度之间强耦合的重要过程之一。这种耦合作用有效促进了附着自由电子的动能向化合物分子的化学能转化。近期，研究人员在这一过程中发现了量子相干性，为描述DEA过程提供了全新的维度。此外，原子同位素的质量变化对DEA过程产生了深远影响。在DEA中观测到的量子相干现象中，同位素效应是通过干涉解离路径的相位和振幅变化来描述的。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.109.042805

《地质学》

一个大型凝灰岩破火山口沉降引起早期隆起

美国地质调查局Peter W. Lipman报道了一个大型凝灰岩破火山口沉降引起的早期隆起。相关论文4月5日发表于《地质学》杂志。

研究人员称，随着破火山口的消退，在厚堆积的熔结凝灰岩中形成了一个明确的拱形或圆顶结构，记录了破火山口填充时楔状断层的生长、早期喷发凝灰岩的流变作用和局部底辟活动、上部焊接带倾角减，小以及晚期喷发英安岩相楔入生长中的圆顶侧翼。

沉降引起的早期隆起可能是由以下因素触发的：沿环状断层喷口的岩浆优先下降、相对不渗透的泡状形成和不同的岩浆差异浮力、破火山口边缘的山体滑坡，以及破火山口壁堆积体的外围载荷或某些因素的组合。破火山口隆起的早期形成对岩浆撤退模式，和未喷发岩浆的残余成分梯度具有重要意义。

据悉，许多有充分记录的再生火山口的隆起是在相关的熔结凝灰岩喷发完成后才开始的，但科罗拉多州南落基山火山区的大型破火山口的拱起是在喷发期间开始的。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G52130.1

《自然-地球科学》

全球地表水和地下水中全氟和多氟烷基物质负担被低估

澳大利亚新南威尔士大学Denis M. OCarroll小组报道了全球地表水和地下水中被低估的全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）负担。这一研究成果发表于4月8日出版的《自然-地球科学》。

研究人员发现，相当一部分采样水超过了PFAS饮用水指导值，超出的程度取决于管辖范围和PFAS存在。此外，鉴于PFAS通常是量化的但被视为是监管问题的PFAS组合有限，目前的监测做法可能低估了环境中的PFAS。为了评估环境负担和制定缓解措施，需要更好地了解消费者和工业产品中所含的PFAS的范围。虽然PFAS是本研究的重点，但研究结果强调了社会需要更好地了解人为化学物质的使用、命运和影响。

据介绍，PFAS是一类广泛应用于消费品和工业产品的含氟化学品。它们对人类的毒性和生态系统的影响已受到公众、科学和监管部门的广泛关注。随着建议中纳入了更大范围的PFAS以及被认为是安全的PFAS浓度持续下降，监管PFAS的导向正在迅速发展。在这项研究中，研究小组整理了来自世界各地超过4.5万个地表水和地下水样本的PFAS浓度数据，以评估PFAS污染的全球程度及其潜在的未来环境负担。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41561-024-01402-8