সংঘর্ষের চার্জ স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া (CCTRs) ব্যাপকভাবে জটিল গ্যাস-ফেজ পরিবেশে পাওয়া যায় যেমন আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যম, গ্রহের বায়ুমণ্ডল এবং প্লাজমা ইত্যাদি। আণবিক স্তরে CCTR-এর প্রক্রিয়াগুলি অন্বেষণ করা বৈজ্ঞানিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়ের বিবর্তন এবং শক্তি স্থানান্তর প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ করার জন্য। এই জটিল গ্যাস-ফেজ পরিবেশে।Ar প্লাস প্লাস N2 → Ar প্লাস N2 প্লাস হল CCTR-এর গতিবিদ্যা তদন্তের জন্য ধ্রুপদী মডেল সিস্টেম, এবং এটি বিগত অর্ধ শতাব্দী ধরে পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিকভাবে ব্যাপকভাবে তদন্ত করা হয়েছে। গত অর্ধ শতাব্দীতে পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিক গবেষণা। যাইহোক, এই মডেল সিস্টেমের আণবিক স্তরে চার্জ স্থানান্তর প্রক্রিয়ার জ্ঞান বিভিন্ন পরীক্ষামূলক গবেষণার মধ্যে বিতর্ক এবং পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিক গণনার মধ্যে চুক্তির অভাবের কারণে সীমিত। এটি পূর্ববর্তী পরীক্ষায় পণ্য অনুসন্ধানের তুলনামূলকভাবে কম শক্তি রেজোলিউশনের কারণে, যা প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলির কোয়ান্টাম স্টেট ডিস্ট্রিবিউশন প্রাপ্ত করা কঠিন করে তোলে; পূর্ববর্তী পরীক্ষায়, বিক্রিয়ক আয়ন রশ্মিগুলিতে Ar প্লাস আয়নগুলির উভয় স্পিন-অরবিট কোয়ান্টাম অবস্থা ছিল, অর্থাৎ, গ্রাউন্ড স্টেট আর প্লাস (2P3/2) এবং উত্তেজিত অবস্থা Ar প্লাস (2P1/2), এর মধ্যে পার্থক্য করা কঠিন করে তোলে। বিক্রিয়া পণ্যের আপেক্ষিক অবদানে Ar প্লাস আয়নের বিভিন্ন স্পিন-অরবিটাল অবস্থা।
গাও হং-এর গ্রুপ, ল্যাবরেটরি অফ মলিকুলার রিঅ্যাকশন ডায়নামিক্স, ইনস্টিটিউট অফ কেমিস্ট্রি, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের গবেষক, স্বাধীনভাবে একটি কোয়ান্টাম স্টেট-সিলেক্টিভ আয়ন-অণু ক্রস-বিম ডিভাইস ডিজাইন এবং তৈরি করেছেন। এর শক্তি রেজোলিউশন বিশ্বের অনুরূপ যন্ত্রগুলির শীর্ষস্থানীয় স্তরে পৌঁছেছে। এই গবেষণাটি নির্দিষ্ট কোয়ান্টাম অবস্থায় উচ্চ-বিশুদ্ধতা স্পন্দিত আয়ন বিম প্রস্তুত করতে লেজার আয়নাইজেশন ব্যবহার করে। আয়ন রশ্মির গতিশক্তি 1।{5}} পরিসরে ক্রমাগত সামঞ্জস্যযোগ্য। ইতিমধ্যে, দলটি একটি ত্রিমাত্রিক আয়ন বেগ ইমেজিং সিস্টেম ডিজাইন করেছে, যা একই সাথে 1.5 শতাংশ পর্যন্ত বেগ রেজোলিউশন সহ পণ্য আয়নগুলির ফোকাসিং বেগ এবং সময় ফোকাসিং উপলব্ধি করতে পারে।
সম্প্রতি, দলটি স্পিন-অরবিট রাজ্য-নির্বাচিত চার্জ স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া Ar plus (2P3/2) ＋ N2 → Ar ＋ N2 প্লাস (v′, J′) গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি করেছে। এই গবেষণায়, স্পিন-অরবিট গ্রাউন্ড স্টেটে আর প্লাস (2P3/2) এর একটি স্পন্দিত আয়ন রশ্মি 97 শতাংশের চেয়ে ভালো বিশুদ্ধতা একটি অনুরণন-বর্ধিত মাল্টিফোটন আয়নকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা হয়েছিল। আয়ন রশ্মি ক্ষীণ ফোকাস করার পরে প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রে পৌঁছে, কোলিমেটেড N2 অতিস্বনক আণবিক মরীচির সাথে লম্বভাবে অতিক্রম করে এবং চার্জ স্থানান্তর প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। প্রতিক্রিয়া পণ্য N2 প্লাস আয়নগুলির ত্রিমাত্রিক বেগ বিতরণ একটি ত্রি-মাত্রিক আয়ন বেগ ইমেজিং ডিভাইস দ্বারা সুনির্দিষ্টভাবে পরিমাপ করা হয়েছিল। পরীক্ষাটি আজ পর্যন্ত সর্বোত্তম-সমাধানকৃত বিক্ষিপ্ত চিত্রগুলি এনেছে (চিত্র a), এবং প্রথমবারের মতো, পণ্য N2 প্লাস আয়নগুলির কম্পনমূলক এবং ট্রান্সডাইনামিক বিতরণ এবং বিক্ষিপ্ত কোণের সাথে তাদের সম্পর্ক সঠিকভাবে পরিমাপ করা হয়েছিল। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নিউ মেক্সিকো বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক হুয়া গুও এবং ডক্টর ডান্ডান লু প্রতিক্রিয়া পদ্ধতিতে পূর্ণ-মাত্রিক ট্র্যাজেক্টরি সারফেস হপিং গণনা চালিয়েছেন। গণনাগুলি পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে একটি আধা-পরিমাণগত চুক্তিতে পৌঁছেছে, যা প্রথমবারের মতো প্রতিক্রিয়ার শক্তিশালী পণ্য কম্পনশীল গতিবিদ্যা-নির্ভর চার্জ স্থানান্তর প্রক্রিয়া প্রকাশ করে (Figs. bd)। এটি দেখানো হয়েছে যে বিক্রিয়াটির একই সাথে দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন চার্জ স্থানান্তর প্রক্রিয়া রয়েছে। একটি হল ধ্রুপদী হারপুন চার্জ ট্রান্সফার মেকানিজম যা দীর্ঘ-পরিসরের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা প্রধানত N2 প্লাস (v′=1) পণ্য চ্যানেলে ঘটে। এই প্রক্রিয়ার দ্বারা উত্পাদিত N2 প্লাস আয়নগুলি সামনের বিক্ষিপ্ত অঞ্চলে ঘনীভূত হয় এবং কম ঘূর্ণন উত্তেজনা থাকে (চিত্র c)। অন্যান্য প্রক্রিয়া N2 প্লাস (v′= 2) পণ্য চ্যানেলে একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে। চ্যানেল পণ্যগুলি প্রধানত অগ্রবর্তী অঞ্চলে বিতরণ করা হয় তবে উচ্চ ঘূর্ণন উত্তেজনা (চিত্র d), যা ক্লাসিক্যাল হার্ড-স্ফিয়ার সংঘর্ষের মডেলের ভবিষ্যদ্বাণীগুলির সাথে অসামঞ্জস্যপূর্ণ। তাত্ত্বিক গণনাগুলি দেখায় যে এটি দুটি বিক্রিয়াকারী অণুর দীর্ঘ-পরিসরের আকর্ষণীয় এবং স্বল্প-পরিসরের বিকর্ষণীয় সম্ভাবনার মধ্যে একটি সূক্ষ্ম ভারসাম্যের কারণে সৃষ্ট একটি হার্ড সংঘর্ষ গ্লোরি স্ক্যাটারিং (এইচসিএলএস) প্রক্রিয়া, যা প্রথমবারের মতো বিজ্ঞানীরা একক বিক্ষিপ্তকরণ পর্যবেক্ষণ করেছেন। চার্জ-ট্রান্সফার প্রতিক্রিয়ার প্রক্রিয়া।
এই কাজটি কোয়ান্টাম স্টেট থেকে কোয়ান্টাম স্টেটে সংঘর্ষের চার্জ স্থানান্তরের গতিগত অধ্যয়নকে উপলব্ধি করে এবং ধ্রুপদী চার্জ স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া Ar প্লাস প্লাস N2 → Ar প্লাস N2 প্লাস অধ্যয়নের দীর্ঘস্থায়ী বিতর্ককে স্পষ্ট করে। প্রাসঙ্গিক গবেষণার ফলাফল নেচার কেমিস্ট্রিতে প্রকাশিত হয়েছে (DOI: 10.1038/s41557-023-01278-y)। গবেষণা কাজটি চীনা একাডেমি অফ সায়েন্সেস, বেইজিংয়ের প্রাকৃতিক বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন এবং বেইজিংয়ের আণবিক বিজ্ঞানের জাতীয় গবেষণা কেন্দ্র দ্বারা সমর্থিত ছিল।
আইসিসি এবং অন্যরা স্পিন-অরবিট স্টেট সিলেকশনের সাথে চার্জ ট্রান্সফার প্রতিক্রিয়ার গবেষণায় অগ্রগতি করেছে
(a) N2 প্লাস পণ্যের বিক্ষিপ্ত চিত্র , (খ) তাত্ত্বিকভাবে গণনা করা ঘূর্ণনশীল কোয়ান্টাম অবস্থার বন্টন N2 প্লাসের বিভিন্ন কম্পন শক্তি স্তরের এবং v′=1 এর জন্য বিক্ষিপ্ত কোণ বনাম ঘূর্ণন উত্তেজনার পারস্পরিক সম্পর্ক প্লট (c) v′=2 (d) N2 প্লাসের কম্পন শক্তির মাত্রা।
