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物理学家正在太空中寻找含氮分子

http://www.chem.hc360.com2018年06月29日11:39 来源:sciencedailyT|T

    慧聪化工网讯:物理学家正在太空中寻找含氮分子。利用太赫兹光谱,他们第一次直接测量了一个特定分子的两条谱线。所发现的频率是带负电荷的氮分子酰胺离子的特征。现在确定了光谱线之后,这个物种就可以在太空中搜寻了。

物理学家正在太空中寻找含氮分子

物理学家正在太空中寻找含氮分子

    Innsbruck的物理学家将酰胺离子限制在离子阱中,并研究了它们在太赫兹辐射影响下的行为。

    2014年,天体物理学家在赫谢尔太空望远镜的观测数据中发现了一条谱线,并初步将其分配给了酰胺离子。这将是这个分子在太空中存在的第一个证据。Innsbruck大学离子物理和应用物理研究所的RolandWester小组的物理学家现在已经证明这一假设是不正确的。

    特征频率

    除了恒星,星系中还存在着包含巨大尘埃和气体云的区域。这些组成星际介质(ISM)的区域,是新恒星的诞生地,当云在自身的重力作用下坍缩,达到足够密度时,聚变反应就会发生。为了更好地理解这些过程,精确地知道ISM的化学成分是很重要的,而ISM通常是由射电望远镜测量的频率(谱线)决定的。

    以酰胺离子为例,究小组首次在实验室中测量了两个未知的频率。采用的方法,即太赫兹光谱学,已经允许比以前更精确地测定谱线。“在这项技术中,微波和红外光之间的波长被使用,”物理学家解释说。这使得我们可以研究非常小的分子的旋转。对于较大的分子,可以确定整个分子群的振动。

    在欧洲研究委员会ERC资助的一个项目中,罗兰·韦斯特团队开发了一种方法,利用太赫兹的辐射来激发离子阱中的分子。酰胺离子由一个氮原子和两个氢原子组成,看起来就像水,在量子力学方面表现得非常相似。我们第一次直接测量了分子旋转的基本激发。

    初步分配证明

    来自Innsbruck的物理学家们现在已经能够证明,与赫歇尔太空望远镜获得的数据相比,酰胺离子不能产生先前测量过的谱线。罗兰?韦斯特强调说:“通过我们的测量,我们能够证明,这个试探性的任务是不正确的。”在宇宙中,我们可以找到各种各样的氮分子,比如氨,但是根据因斯布鲁克的实验,还需要证明酰胺离子也存在。然而,物理学家确定的第二光谱线可以帮助在太空中搜索这一物种。“我们希望在未来,用新的望远镜,可以观测到这条线,从而在太空中探测到它。”韦斯特的团队现在想把这种新方法应用到有四五个原子的分子上,在这些分子中,振动和旋转要比三原子酰胺复杂得多。

责任编辑:林志娴

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