本报北京11月26日讯（记者王丹红）化学反应共振态是一种化学反应中特殊的量子过渡态，控制着化学反应的速率、产物的分支比和量子态分布，对化学反应有极其重要的影响。中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学实验室研究员杨学明和同事首次在实验中观察到了全量子态分辨率的氟加氢分子化学反应的共振现象，并被理论模型所证实，这项研究的最新进展发表在今年11月出版的美国《化学物理杂志》的通讯栏目，论文审稿人认为“这给出了一个有关反应共振态的经典教科书例子”。

杨学明在接受《科学时报》采访时指出，这项工作是在前辈研究工作基础上取得的一个突破，而这项成就最重要的原始性成果是发表在今年3月10日出版的美国《科学》杂志上的工作。

研究化学反应共振态的设想最初是在20世纪70年代提出的，对人类深刻理解化学反应的机理至关重要。乔治·谢兹（George C. Schatz）是美国科学院院士、美国西北大学化学教授，1973年，他在加州理工学院做博士时与导师Aron Kuppermann教授根据理论计算，提出了氟加氢分子反应中有可能存在反应共振现象。但是实验上要观测化学反应的共振态是物理化学研究中的一个重大挑战。

杨学明是在我国台湾工作时接触到这个问题的。他说：“当时台湾原分所的刘国平研究员做了一个氟加氢化氘（HD）的反应，并在其中看到了共振现象，但并没有在实验中观测到氟加氢分子的共振现象，使氟加氢反应共振态问题变得更加神秘和有趣。因此，我决定回到科学院工作后的第一项实验就是研究氟加氢反应。”

由于商业仪器和实验室现有仪器都无法进行这样的实验，杨学明决定自己动手研制一台新的交叉分子束仪器来研究这一反应。在两年多的时间里，他和同事对实验仪器各个部件进行了优化。因此，他们在实验中首次获得了氟加氢反应产物的全量子态分辨率。

杨学明与同事张东辉讨论了新的实验结果。张东辉于是和南京大学的谢代前教授开展了合作，用高精度的从头算理论计算建立一个高精度的势能面。杨学明说：“理论模型和实验结果基本上完美吻合。”今年3月10日出版的《科学》杂志发表了他们的论文《F+H2→HF+H反应中Feshbach共振的观测》。同一期的《科学》杂志还发表了美国科学院院士、中国科学院外籍院士、美国斯坦福大学教授Richard N. Zare的评论文章《反应动力学中的共振》，Zare在文章中详细介绍并高度评价了中国科学家的这项成果。

今年10月15日，杨学明在国际立体动力学会议的特邀报告中介绍了这项工作，意大利佩鲁贾大学教授Piero Casavecchia对他说：“这是我30多年来听过的有关于交叉束反应动力学研究的最好的研究报告。”

杨学明说：“我和同事们还将继续研究共振态之间的干涉效应，同位素效应对化学反应共振的影响，以及氟原子激发态的非绝热动力学对反应共振的影响等课题。我相信这一系列性研究工作将对于反应共振态研究产生深远的影响。”

据悉，杨学明的这一研究工作主要得到了中科院、基金委和科技部的支持。

a) F(2P3/2)+H2(j=0)反应在碰撞能为0.52 kcal/mol时，实验观测到的反应产物平动能和角分布三维图。

b)利用高精度势能面的量子散射理论计算得到的反应产物平动能和角分布三维图。图中的圆环表示反应产物HF分子的不同振动转动态。