研究小组表明分子在极化子先导下改变了它们的行为

近年来，使用称为极化子的混合光-物质状态来操纵化学已经产生了大量研究，因为它将光的速度和效率与物质的反应性和强相互作用结合在一起。当分子和光子的特定振动运动产生一个“弹簧”，使它们能够快速交换能量时，就会形成振动极化子。这称为振动强耦合(VSC)。

尽管已经付出了很多努力来寻找对VSC修饰化学以及振动极化子是否可以改变分子动力学的合理解释，但理论和实验之间一直缺乏共识。

加州大学圣地亚哥分校化学教授WeiXiong和JoelYuenZhou试图回答的问题是极化子模式和暗模式(极化子产生的分子副产品)是否都会改变化学反应。他们最近发表在《科学》杂志上的论文明确表明，化学反应只发生在极化激元上。

以前的实验使用了复杂的系统，不允许在极化激元和暗模式之间进行任何分离，因此很难区分正在发生的事情，也无法单独理解这两种模式发生了什么。为了解决这个问题，Xiong在一个更容易分析的简单化学反应中使用了二维红外光谱。这使得他的实验室能够分别激发和跟踪极化子模式和暗模式的动态。

“社区中的一个大问题是空腔内的单个分子是否可以按照自己的意愿行事，”熊说。“在这个实验中，我们表明分子只是自己一遍又一遍地做同样的事情，直到极化子'领导者'将它们聚集在一起。”

熊解释说，这篇论文为继续研究控制化学反应奠定了基础。“如果一个分子一遍又一遍地进行相同的反应，我们就无法控制它;我们只是在观察它，”他说。“极化子是一种控制反应的新方法。我们需要考虑让分子一起行动的方法，在光子领导下同步，以放大它们的集体力量。”

“从理论上讲，这很令人兴奋，因为我们不是一次只观察一个分子;我们将它们视为一个多体系统，”YuenZhou说。“这是集体化学的想法，以及理解当所有分子决定做同样的事情时会发生什么。这是我们第一次真正看到实验化学和理论化学之间的一致。它们之间的差距正在缩小。”