La presencia de campos de radiación de alta energía en el universo produce varias moléculas superexcitadas, que juegan un papel importante como intermedio de reacción.

Comprender los procesos de fragmentación de las moléculas superexcitadas es importante en las atmósferas superiores de los planetas y en la región de fotodisociación (PDR) de la nebulosa planetaria. Sin embargo, la investigación de tales procesos en el laboratorio es un desafío debido a la falta de fotones energéticos para excitar moléculas a estados altamente excitados.

Con el advenimiento de lo intenso, láser pulsado de electrones libres (FEL) en la fuente de luz coherente de Dalian (DCLS) en Dalian, Porcelana, el estudio de fotofragmentos de moléculas y radicales se ha vuelto factible para longitudes de onda ultravioleta de vacío (VUV) por debajo de 100 nm utilizando espectroscopía de energía traslacional de alta resolución.

Recientemente, El grupo del profesor Yuan Kaijun y el profesor Yang Xueming del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China, en colaboración con el Prof. Hu Xixi y el Prof. Xie Daiqian de la Universidad de Nanjing, Superrrotores OH electrónicamente excitados en fotoquímica del agua por primera vez.

Este estudio fue publicado en Revista de letras de química física el 24 de agosto.

"Usamos pulsos de láser VUV-FEL con una longitud de onda de 96,4 nm para excitar la molécula de agua a un estado de Rydberg alto con la energía por encima de su potencial de ionización, y luego se detectó el átomo de H producido en la fragmentación de esta molécula de agua sobreexcitada mediante la técnica HRTOF, "dijo el profesor Yuan.

Los resultados experimentales indicaron que los canales de fragmentación binaria H + OH y los canales triples O + 2H ambos presentes en fotólisis de 96,4 nm. Súper rotores OH excitados electrónicamente, con la energía interna justo por encima de la energía de disociación OH (A), fueron observados por primera vez, que solo se apoyaban en las grandes barreras centrífugas. La vida útil de estos superrrotores OH excitados electrónicamente dependía del efecto de túnel y del efecto de predisociación.

"Recalculamos las curvas de energía potencial de OH, y descubrió que, aunque N =36, el nivel rotacional puro de OH ya estaba por encima de su límite de disociación, y la vida útil de túnel de este estado a través de la barrera centrífuga fue bastante larga (> 2 años). Sin embargo, los cruces de los niveles ro-vibracionales con los estados repulsivos causaron una predisociación severa, ", dijo el profesor Hu.

La tasa de predisociación fue varios órdenes de magnitud más rápida que la tasa de tunelización. Como resultado, la vida útil de los superrrotores OH fue de alrededor de 370-57 ps. Esto sugiere que estos superrrotores excitados electrónicamente identificados en el presente trabajo podrían tener un papel en las reacciones químicas posteriores en la atmósfera densa.