《中国科学基金》

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Science Foundation in China

自然科学进展

Progress in Natural Science
 

《中国科学基金》
 

 
水的核量子效应研究进展
郭静1 李新征2,3 江颖1,3* 王恩哥1,3
1. 北京大学物理学院量子材料科学中心,北京 100871;2. 北京大学物理学院,北京 100871; 3. 量子物质科学协同创新中心,北京 100871
摘要:  水之所以如此复杂,主要是源于水分子之间的氢键相互作用。人们通常认为氢键的本质为经典的静电相互作用,然而由于氢原子核是质量最小的原子核,其量子特性(量子隧穿和量子涨落)往往不可忽视,它们直接影响着氢键体系的结构与物性。如何实现对核量子效应的精准探测和描述是一个科学难题。本研究团队经过多年的努力,成功发展了一套对原子核量子态敏感的扫描隧道显微术和高效的全量子化计算方法,首次获得水分子的亚分子级成像并观察到氢核的协同量子隧穿,在国际上率先测定了氢键的量子成分,提出了“核量子涨落弱化弱氢键、强化强氢键”的物理图像
关键词:  扫描隧道显微镜;全量子化计算;水分子;核量子效应;氢键
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