La présence de champs de rayonnement de haute énergie dans l'univers produit diverses molécules surexcitées, qui jouent un rôle important en tant qu'intermédiaire de réaction.

Comprendre les processus de fragmentation des molécules surexcitées est important dans les hautes atmosphères des planètes et dans la région de photodissociation (PDR) de la nébuleuse planétaire. Cependant, l'étude de tels processus en laboratoire est difficile en raison du manque de photons énergétiques pour exciter les molécules vers des états hautement excités.

Avec l'avènement de l'intense, laser pulsé à électrons libres (FEL) dans la source de lumière cohérente de Dalian (DCLS) à Dalian, Chine, l'étude par photofragment de molécules et de radicaux est devenue réalisable pour des longueurs d'onde sous vide-ultraviolet (VUV) inférieures à 100 nm en utilisant la spectroscopie d'énergie translationnelle à haute résolution.

Récemment, Le groupe du professeur Yuan Kaijun et du professeur Yang Xueming du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec Prof. Hu Xixi et Prof. Xie Daiqian de l'Université de Nanjing, super-rotors OH à excitation électronique en photochimie de l'eau pour la première fois.

Cette étude a été publiée dans Journal des lettres de chimie physique le 24 août.

"Nous avons utilisé des impulsions laser VUV-FEL avec une longueur d'onde de 96,4 nm pour exciter la molécule d'eau à un état Rydberg élevé avec une énergie supérieure à son potentiel d'ionisation, puis l'atome H produit lors de la fragmentation de cette molécule d'eau surexcitée a été détecté par la technique HRTOF, " a déclaré le professeur Yuan.

Les résultats expérimentaux ont indiqué que les canaux binaires de fragmentation H + OH et les triples canaux O + 2H présentaient tous deux une photolyse de 96,4 nm. Super-rotors OH excités électroniquement, avec l'énergie interne juste au-dessus de l'énergie de dissociation OH (A), ont été observés pour la première fois, qui n'étaient soutenus que par les grandes barrières centrifuges. La durée de vie de ces super-rotors OH excités électroniquement dépendait de l'effet tunnel et de l'effet de prédissociation.

"Nous avons recalculé les courbes d'énergie potentielle de OH, et a trouvé que même si le N =36, le niveau de rotation pur de OH était déjà au-dessus de sa limite de dissociation, et la durée de vie tunnel de cet état à travers la barrière centrifuge était assez longue (> 2 ans). Cependant, les croisements des niveaux ro-vibratoires avec les états répulsifs ont provoqué une prédissociation sévère, " a déclaré le professeur Hu.

Le taux de prédissociation était de plusieurs ordres de grandeur plus rapide que le taux d'effet tunnel. Par conséquent, les durées de vie des super-rotors OH étaient d'environ 370-57 ps. Cela suggère que ces super-rotors excités électroniquement identifiés dans le présent travail pourraient avoir un rôle dans les réactions chimiques ultérieures dans l'atmosphère dense.