物理学家在太空中寻找含氮分子

时间：2022-02-06 11:25:06 来源：

在人马座星座的星际云，这是银河系中心的一个区域，天体物理学家认为其中可能存在酰胺离子。(

因斯布鲁克大学的物理学家正在寻找太空中的含氮分子。他们使用太赫兹光谱法首次直接测量了一个特定分子的两条光谱线。发现的频率是酰胺离子（带负电荷的氮分子）的特征。

2014年，天文学家在赫歇尔太空望远镜的观测数据中发现了一条谱线，并暂时将其分配给酰胺离子。这将是该分子在太空中存在的第一个证据。因斯布鲁克大学离子物理与应用物理研究所的Roland Wester小组的物理学家现在证明了这种假设是不正确的。

图像：因斯布鲁克的物理学家将酰胺离子限制在该离子阱中，并研究了在太赫兹辐射作用下的行为。(

特征频率

除恒星外，星系还分布着巨大的尘埃和气云的区域。这些区域构成了星际介质（ISM），是新星的诞生地，这些新星是在云层在其自身重力作用下坍塌并达到足以发生聚变反应的密度时形成的。为了更好地理解这些过程，重要的是要准确了解ISM的化学成分，而ISM的化学成分通常是通过射电望远镜测得的频率（谱线）确定的。

对于酰胺离子，由Roland Wester领导的团队首次在实验室中测量了两个以前未知的频率。所采用的称为太赫兹光谱的方法使测线比以前可能的精度高一百倍。物理学家解释说：“在这项技术中，使用了微波和红外光之间的波长。”“这允许研究非常小的分子的旋转。对于较大的分子，可以确定整个分子组的振动。”

在欧洲研究理事会ERC资助的一个项目中，罗兰·韦斯特（Roland Wester）小组开发了一种方法，利用该方法，用太赫兹辐射激发被限制在离子阱中的分子。Roland Wester团队的Olga Lakhmanskaya说：“酰胺离子由一个氮原子和两个氢原子组成，看起来像水，并且在量子力学方面表现得非常相似。”“我们首次直接测量了该分子旋转的基本激发。”得益于与中央佛罗里达大学理论家Viatcheslav Kokoouline的密切合作，他是因斯布鲁克大学的一个学期的客座教授。

暂定任务被拒

来自因斯布鲁克的物理学家现在已经能够证明，与从赫歇尔太空望远镜获得的数据相比，以前测得的光谱线不能由酰胺离子产生。罗兰·韦斯特（Roland Wester）强调说：“通过我们的测量，我们能够证明这种尝试性的分配是不正确的。”在宇宙中，人们可以找到各种氮分子，例如氨，但是根据因斯布鲁克的实验，仍然有证据显示酰胺离子也存在。然而，由物理学家确定的第二条谱线可以帮助在太空中寻找该物种。“我们希望将来可以使用新的望远镜观察到这条线，从而在太空中对其进行探测。”韦斯特的团队现在希望将这种新方法应用于具有四个或五个原子的分子，这种分子的振动和旋转比三原子酰胺复杂得多。

出版物：Olga Lakhmanskaya等，“三原子分子阴离子的旋转光谱法”，《物理评论快报》 201号； doi：10.1103 / PhysRevLett.120.253003

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