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强磁场和超快运动—如何在液态水中产生和操纵
作者:ag8亚洲只为非同凡响0    发布日期:2020-09-09 04:30


  水分子在室温下会经历超快的抖动运动,并在其环境中产生极强的电场。新的实验表明,在存在此类场的情况下,如何借助外部太赫兹场在液体中生成和操纵自由电子。

  水分子H 2 O显示出电偶极矩由于氧(O)和氢(H)原子上的电子密度不同。这种分子偶极子在液态水中产生电场。该磁场的强度在飞秒级的时间范围内波动,并在短时间内达到最高300 MV / cm(3亿伏特/ cm)的峰值。在这样的高场中,电子可以离开其束缚态,进入分子轨道并通过势能垒隧穿到邻近的液体中。此事件表示量子机械电离过程。在平衡状态下,由于波动的电场没有优先的空间方向,因此电子很快返回其初始状态,因此电子不会移离电离位。由于高效的电荷复合,未结合(自由)电子的数量仍然非常少,水分子。

  柏林Max-Born研究所的研究人员现已表明,频率在1太赫兹范围内的外部电场可使自由电子的数量增加多达1000倍。太赫兹场的最大强度为2 MV /厘米,小于液体中波动场强度的1%。但是,太赫兹场具有优先的空间方向。沿该方向,由波动场产生的电子被加速并达到大约11 eV的动能,即水的电离势。分子。该传输过程抑制了电离位点处的电荷复合。电子在定位于液体中的其他位置之前,会传播许多纳米的距离。后一过程引起液体的吸收率和折射率的强烈变化,通过该变化可以用二维太赫兹光谱法跟踪电子的动态行为。

  这些令人惊讶的结果显示非常的新局面强电场中的液态水,隧道电离的自燃事件的发生。这些事件可能在H 2 O 分子自解离为OH-和H 3 O +离子中起重要作用。此外,实验建立了一种在强太赫兹场的帮助下产生,传输和定位液体中电荷的新方法。这允许操纵液体的基本电性能。

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