课题组李振兴博士后近期同中国科学技术大学王兴安教授合作,利用自主研发的基于大连光源的离子成像实验装置,首次在CS2的光解离中观测到碳原子和硫分子(C+S2)的产物通道,为天文观测到的星际物质S2的直接来源提供了实验证据。
自20世纪80年代以来,国际紫外线探测器卫星在多颗彗星上观测到亚硫化碳(CS)和硫分子(S2)。研究人员普遍认为,CS和S2是由二硫化碳(CS2)光解离产生的,但在星际从未观测到过CS2。长久以来,人类对CS2的解离机理并不清楚,在实验室观测S2也是科研难题。
典型的三原子分子ABC光解离,通常断裂A—B或B—C之间的化学键,作为中间桥梁的“—B—”化学键断裂往往需要更高能量。为此,研究人员让大连光源输出能量更高的光子照射CS2,并借助离子速度成像装置观察照射后产生的碳原子产物。
研究人员发现,CS2直接解离产生C+S2的产物通道,同时获得了具有振动量子态分辨的电子基态和电子激发态产物S2。结合理论计算发现该过程的解离机理,即电子激发态的CS2经历异构化过程,硫原子从直线型(S-C-S)分子逐渐绕到另一边生成直线型(S-S-C)分子,再解离产生C和S2。该研究推测,星际中的S2可能直接来源于CS2分子的辐射解离。
相关成果以“Direct Observation of the C + S2 Channel in CS2 Photodissociation”发表在《物理化学快报》(The Journal of Physical Chemistry Letters)上。
相关成果获得《科技日报》与《中国科学报》的报道。