近日，学校原子与分子物理研究所马建毅研究员以理论工作通讯作者身份与加州大学Neumark教授、新墨西哥大学郭华教授等人合作在Science上在线发表了题为“Encoding of vinylidene isomerization in its anion photoelectron spectrum”的研究论文。该论文的研究成果对理解化学反应中自由基的异构化过程具有重要意义，为从量子态层面理解和调控化学反应提供依据。
图示：HC+HC Jacobi坐标系中亚乙烯基不同振动模式下的波函数特征。其中，亚乙烯基的平衡位置在（34°,126°），乙炔的平衡位置在（180°,180°）
自然界中，自由基是一种特别活泼的分子基团，它在发动机燃烧过程、化学合成及生物反应中起这非常重要的作用。但因其太过活泼，很难用实验的方法对其性质做详细地测量。如何测量和理解自由基参与的过程是化学物理研究中的难题，对从原子分子水平上理解燃烧过程和生命过程有重要的意义。该论文通过结合高精度光电子能谱实验和精确量子动力学计算方法研究了亚乙烯基-乙炔异构化这一典型的1,2-氢转移过程。研究发现这一异构化过程强烈地依赖于亚乙烯基的振动模式，是典型的模式选择反应。出现低能量的振动模式反而比高能量的模式更有利于分子异构化的反常现象。
图示：亚乙烯基异构化过程中的振动模式选择行为
研究还表明隧穿效应、Fermi共振行为以及同位素取代对亚乙烯基异构化过程也有重要的影响。该工作是实验测量和理论计算结合共同解决复杂科学问题的典范，对从量子态层面理解和调控分子反应过程有重要意义。
文中使用的相关实验和理论方法不仅能有效地推动自由基反应动力学研究，加深人们对发动机燃烧过程的认识；也可用于详细研究分子定态及动态性质，针对基于冷分子技术的量子调控、量子计算和分子器件开发等应用方向开展前瞻性研究工作。
马建毅研究员本硕博均就读于川大，博士期间在北京大学化学与分子工程学院访问两年，毕业后在美国新墨西哥大学进行博士后研究。2012年底起就职于川大原子与分子物理研究所，是燃烧动力学中心李象远教授团队成员，目前主要从事量子动力学，极端条件电子结构理论，微波化学理论和燃烧物种诊断等方面研究工作。先后获得国家自然科学基金青年项目、培育项目和校优秀青年项目资助。在2014年以共同第一作者身份在Science上发表论文，此外还在PRL、Nature Chem.、 JACS、 JPCL等期刊上发表SCI论文40余篇。
论文全文链接：http://science.sciencemag.org/content/358/6361/336
