本报讯（记者孙丹宁）近日，中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、肖春雷研究员实验团队，联合张东辉院士、刘舒研究员理论团队，在H+HD（v=1）→H2+D反应过渡态的结构与性质研究中取得新进展——在H+HD反应中实现了量子瓶颈态能级直接测量。相关成果发表于《中国化学会会刊（英文）》。

化学反应的关键是过渡态。一般来说，过渡态的寿命极短，缺乏明确的结构，因此难以观测。量子瓶颈态是存在于反应势垒附近、垂直于反应坐标的一系列量子态，调控着通向产物的反应通量。与费希巴赫（Feshbach）共振态类似，量子瓶颈态也会在过渡态区域引起时间延迟，进而影响宏观可观测的物理量，为观测和理解过渡态提供了重要的契机。并且，氢交换反应被认为是自然界最简单的化学反应，其过程被认为受过渡态区域多个量子瓶颈态调控。尽管在氢交换反应中量子瓶颈态的存在已被实验证实，但其能级序列的直接测量尚未实现。

在前期工作中，研究团队发现后向散射谱能够较好地保留态-态反应概率中的振荡结构，已用于探测Feshbach共振态及量子干涉效应，因此也适用于对量子瓶颈态开展直接测量。在这项研究中，团队聚焦振动激发的H+HD（v=1, j=0）→H2+D反应，结合高分辨的交叉分子束散射实验与高精度的量子动力学计算，通过产物振转态分辨的后向散射谱中的振荡结构，提取了量子瓶颈态的振动能级序列，这些能级直接对应于反应路径经过振动绝热势的势垒高度。

该研究实现了对反应过渡态区域结构的直接探测，证实了振动绝热势是描述过渡态附近动力学行为的简洁而有效模型。

相关论文信息：

https://doi.org/10.31635/ccschem.026.202507132