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Experimente und Kalkulationen zu elastischer und reaktiver Streuung in kalten Kollisionen gewähren Einblicke in die Natur der Quantenresonanzen

Quantum resonances

Quantum resonances

Einem internationalen Forschungsteam aus Physik und Chemie ist es gelungen, zwei Arten von Quantenresonanzen zu demonstrieren: Tunnelresonanzen und Resonanzen oberhalb einer Barriere. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Freien Universität Berlin, dem israelischen Weizmann Institute of Science und der niederländischen Radboud University kombinierten hierfür Velocity-Map-Imaging-Spektrometrie mit zusammengeführten Molekularstrahlen und untermauerten die experimentellen Ergebnisse mit theoretischen Berechnungen der Streuwellenfunktionen.

News vom 05.12.2020

Streuresonanzen spielen eine zentrale Rolle bei Streuprozessen in Physik und Chemie, und dank ihrer räumlichen Lokalisierung helfen solche Resonanzen, ein anschauliches Verständnis der Streuprozesse zu entwickeln. Für Resonanzen, die bei geringen Abständen lokalisiert sind und unterhalb der Zentrifugalbarriere liegen, wo die Wahrscheinlichkeit für eine chemische Reaktion hoch ist, führen sie zu scharfen Peaks in den Reaktionsraten. Liegen die Resonanzen jedoch außerhalb des Reaktionsbereiches, so beeinflussen sie die elastische Streuung. Dies tritt insbesondere für Resonanzen oberhalb der Barriere, dem quantenmechanischen Analogon des klassischen Umlaufs auf Orbits, auf.

Die Forscherinnen und Forscher untersuchten sowohl elastische als auch reaktive Streuung von metastabilem Helium mit Deuteriummolekülen und konnten dabei die Unterschiede in der Natur von Tunnel- und Above-Barrier-Resonanzen aufzeigen und mit Hilfe der entsprechenden, theoretisch berechneten Streuwellenfunktionen untermauern.

Die Ergebnisse dieser Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ publiziert.

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Schlagwörter

  • AG Koch
  • Daniel Reich
  • Kollisionsdynamik
  • Merged Beams
  • Nature Chemistry
  • Physik Forschung
  • Quantenphysik
  • Quantenresonanzen
  • Streuresonanzen
  • Streuwellenfunktionen
  • Tunnelresonanzen
  • Velocity-Map-Imaging Spektrometrie
  • VMI