新模型预测曾经神秘的化学反应

来自洛斯阿拉莫斯国家实验室和澳大利亚科廷大学的一组研究人员开发了一个理论模型，用于预测涉及分子氢(H2)的基本化学反应，经过数十年的研究，科学家的尝试仍然在很大程度上无法预测和未解决。

“化学反应是生命的基础，所以预测在这些反应过程中发生的事情对科学非常重要，并对创新，工业和医学产生重大影响，”物理和化学材料组博士后研究员Mark Zammit说。在洛斯阿拉莫斯国家实验室。“我们的模型是第一个非常准确地计算基本电子 - 分子氢反应概率的模型。”

Zammit和团队对原子和分子的基本化学反应进行了研究，以更好地理解材料的物理和化学。这项工作是洛斯阿拉莫斯核和粒子未来科学支柱的一部分，该支柱通过整合核实验，理论和模拟来理解和设计复杂的核现象，为实验室的国家安全使命提供支持。

分子氢 - 两个氢原子结合在一起 - 是宇宙中最丰富的分子。它存在于星际空间和气体巨行星的大气中。它在工业上用于生产化石燃料，清洁产品和等离子体。它还具有人体器官的治疗潜力。

在星际空间中，太阳风(电子源)与H2的气云碰撞，然后H2发光。这种光带来了关于宇宙中过去事件的重要信息。为了破译这些信息，科学家们研究了发生的潜在化学反应，这种反应相对简单 - 电子与H2发生碰撞。

从量子力学的第一原理和利用超级计算机开始，Zammit和团队的程序计算化学反应的概率，例如电离(电子的去除)或分子的电子激发。他们的模型对电子与H2碰撞的新结果与精确实验一致，并将直接影响聚变等离子体的建模，航空材料设计(大气入口)，天体物理学和大气模拟。

这些结果也将用于理解关于自然的基本问题，例如早期宇宙的冷却机制以及行星和恒星的形成。

通过方法集的框架，Zammit及其同事现在将注意力转向天体物理学，医学和工业重要性的其他分子，并扩展该方法以模拟与正电子，质子和反质子的分子碰撞。