太赫茲光譜有望解釋水的異常性質

時間:2018-07-10 08:26來源:中國科學報作者:宗華 點擊:
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摘要:液態水維持著地球上的生命,但其物理性質對于研究人員來說仍是個謎。最近,一個瑞士研究團隊利用已有的太赫茲光譜技術測量了液態水的氫鍵。利用這種技術開展的工作,未來或許能幫助解釋水的特殊性質。該團隊在美國物理聯合會(AIP)出版集團所屬《化學物理學報》上報告了他們的發現。

關鍵字:太赫茲,光譜儀,太赫茲光譜

  液態水維持著地球上的生命,但其物理性質對于研究人員來說仍是個謎。最近,一個瑞士研究團隊利用已有的太赫茲光譜技術測量了液態水的氫鍵。利用這種技術開展的工作,未來或許能幫助解釋水的特殊性質。該團隊在美國物理聯合會(AIP)出版集團所屬《化學物理學報》上報告了他們的發現。
 

太赫茲光譜有望解釋水的異常性質
 

  研究人員利用超短可見激光脈沖激發了溶解在水中的染料分子,從而改變了它們的電荷分布。隨后,太赫茲脈沖測量了周圍水分子的反應。頻率相對較低的太赫茲光譜使研究人員得以分析水分子之間存在的力。觀察這些分子間的力或能幫助研究人員理解水的異常現象,因為液態水分子中的氫鍵構成了水的很多意想不到的性質,比如水在4℃時密度最大。
 

  “我們在太赫茲頻率范圍內看到的反應極其緩慢。水通常被視為非??斕娜薌?,能在亞皮秒量級內作出反應。但我們在太赫茲波段發現了10皮秒左右的時間尺度。”論文作者之一Peter Hamm介紹說。
 

  但Hamm警告不要對此過分樂觀。“結果經常有點令人失望,因為像水一樣的液體的太赫茲光譜非???,并且極其模糊。這導致從里面提取信息很困難。”最新研究采用的時間分辨技術,或能克服這一限制。下一步,研究人員計劃利用該方法探尋水仍處于液態但低于冰點時的結構和動力學機制。

【光粒網綜合報道】( 責任編輯:yeyan )
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