在一项非凡的科学探索中，研究人员首次观察到氟原子的量子隧穿现象。这项今年公布的突破性发现标志着我们对量子力学及其在化学中应用的理解取得了重大进展。
量子隧穿是一种粒子可以穿过它们无法克服的能量壁垒的现象，通常在电子等较小粒子中观察到。然而，来自柏林自由大学的科学家与法国的同事合作，现在已经证明了氟原子中的这种效应。这一突破为控制化学反应和更好地理解氟化物的化学开辟了新途径。
该团队的旅程始于激光烧蚀实验，旨在研究过渡金属。他们在红外光谱中注意到一个意外的信号，这使他们假设存在一种奇异的多氟离子。通过进一步的实验和模拟，他们证实了多氟离子中的中心氟原子确实发生了量子隧穿。“我们现在能够在氖原子基质空腔中模拟整个阴离子 F。我们发现实验和理论之间是一致的，”Sebastian Riedel解释说。
这项发现尤其重要，因为氟是有史以来在化学实验中观察到的表现出量子隧穿的最重原子。正如以色列本古里安大学的Sebastian Kozuch所指出的那样，“这是在实验化学情况下观察到的发生隧穿的最重原子。”围绕分子的氖基质起着至关重要的作用，通过降低能垒来产生诱导隧穿过程的压力。
这项研究的影响超出了基础化学的范围。氟化物广泛应用于药物、电池和其他现代应用。然而，它们高度稳定的 C-F 键带来了污染风险。正如Riedel所强调的那样，更深入地理解氟的键合对于应对这些环境挑战至关重要。“我们必须了解如何激活氟键，”他强调说。