分子从磁性到非磁性形式旋转动态地形成

太阳能电池，量子计算和光动力癌症治疗。这些都涉及在磁性和非磁性形式之间切换的分子。以前，这个被称为“旋转翻转”的过程在大多数情况下被认为是缓慢发生的。现在，密苏里大学的研究人员发现旋转翻转发生在化学反应过程中的万亿分之一秒或半皮秒的一半。要知道它的速度有多快 - 手表数量只需几秒钟，运动游戏的时间间隔为十分之一秒，光线传输速度不到12英寸，十亿分之一秒。旋转翻转速度更快。

“典型的分子可以有两种模式，磁性或非磁性，”MU化学系教授Arthur Suits说。“如果他们'兴奋'，例如通过吸收光，他们可以从一种模式切换到另一种模式。大多数分子开始时都是非磁性的，但如果你用光激发它，它就可以转换成磁性分子，反之亦然。 “

众所周知，由光激发的分子的自旋翻转通常是低效的，因此它发生得非常缓慢。化学反应中的旋转翻转是可能的，但很少有例子是已知的。密苏里大学的Suits和他的团队通过进行散射实验来测试旋转翻转是否会在反应过程中发生，其中分子束相互碰撞，在真空室内产生化学反应。他们对他们发现并与坦普尔大学化学系计算理论教授Spiridoula Matsika合作感到惊讶，他们理解为什么自旋翻转发生在万亿分之一秒的一半，比以前想象的要快得多。

“我们发现，这种从磁性到非磁性的转变发生在化学反应之后，因为分子正在分离，产品正在形成，”Suits说。“通过这一理论，我们可以理解并解释为什么在这种化学反应过程中这种情况非常有效。”

研究人员表示，理解这种行为对于许多科学领域至关重要，例如制造更高效的太阳能电池，量子计算和光动力癌症治疗。

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