Separation and conversion dynamics of nuclear-spin isomers of gaseous methanol.
Separation and conversion dynamics of nuclear-spin isomers of gaseous methanol.
复制标题
气态甲醇核自旋异构体的分离和转化动力学
DOI：
10.1038/ncomms7877
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发表时间：
2015-04-16
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zheng Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun ZD;Ge M;Zheng Y
所有具有非零核自旋的对称分子都以核自旋异构体的形式存在于自然界。然而，由于缺乏实验资料，对具有扭转对称的气体分子的nsi相互转换知之甚少。在这里，我们报告了我们的分离和转化气态甲醇的nsi -扭转特异性转变体系的光诱导漂移实验，涉及部分空间分离的邻位和对位异构体。我们发现振动激发的甲醇自旋异构体分子比基态分子具有更小的碰撞截面。富集的邻位异构体与对位异构体的相互转化，通常被认为是不可能的，已经通过光谱强度的敏感检测进行了定量研究。与直觉相反的是，这表明随着压力的增加，相互转化受到抑制。我们的研究结果表明，甲醇中的自旋转换机制是通过分子碰撞引起的量子芝诺效应的量子弛豫过程。
All symmetrical molecules with non-zero nuclear spin exist in nature as nuclear-spin isomers (NSIs). However, owing to the lack of experimental information, knowledge is rare about interconversions of NSIs of gaseous molecules with torsional symmetry. Here we report our separation and conversion observations on NSI-torsion-specific transition systems of gaseous methanol from a light-induced drift experiment involving partially spatial separation of the ortho and para isomers. We find that vibrationally excited molecules of the methanol spin isomer have a smaller collision cross-section than their ground-state counterparts. Interconversion of the enriched ortho isomer with the para isomer, which is generally considered improbable, has been quantitatively studied by sensitive detections of the spectral intensities. Rather counterintuitively, this reveals that the interconversion is inhibited with increasing pressure. Our results suggest that the spin conversion mechanism in methanol is via a quantum relaxation process with the quantum Zeno effect induced by molecular collisions.
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