在一項非凡的科學探索中，研究人員首次觀察到氟原子的量子穿隧現象。這項今年公佈的突破性發現標誌著我們對量子力學及其在化學中應用的理解取得了重大進展。
量子穿隧是一種粒子可以穿過它們無法克服的能量壁壘的現象，通常在電子等較小粒子中觀察到。然而，來自柏林自由大學的科學家與法國的同事合作，現在已經證明了氟原子中的這種效應。這一突破為控制化學反應和更好地理解氟化物的化學開闢了新途徑。
該團隊的旅程始於雷射燒蝕實驗，旨在研究過渡金屬。他們在紅外光譜中注意到一個意外的信號，這使他們假設存在一種奇異的多氟離子。通過進一步的實驗和模擬，他們證實了多氟離子中的中心氟原子確實發生了量子穿隧。“我們現在能夠在氖原子基質空腔中模擬整個陰離子 F。我們發現實驗和理論之間是一致的，”Sebastian Riedel解釋說。
這項發現尤其重要，因為氟是有史以來在化學實驗中觀察到的表現出量子穿隧的最重原子。正如以色列本古里安大學的Sebastian Kozuch所指出的那樣，“這是在實驗化學情況下觀察到的發生穿隧的最重原子。”圍繞分子的氖基質起著至關重要的作用，通過降低能壘來產生誘導穿隧過程的壓力。
這項研究的影響超出了基礎化學的範圍。氟化物廣泛應用於藥物、電池和其他現代應用。然而，它們高度穩定的 C-F 鍵帶來了污染風險。正如Riedel所強調的那樣，更深入地理解氟的鍵合對於應對這些環境挑戰至關重要。“我們必須了解如何激活氟鍵，”他強調說。