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　　CO₂分子是火星、金星等行星大氣的主要成分，作為最簡單的三原子分子，其解離碎裂機(jī)理研究不僅具有重要的基礎(chǔ)意義，同時(shí)在行星大氣化學(xué)、探索太空移民技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域至關(guān)重要。中國科學(xué)院近代物理研究所原子物理中心科研人員與西安交通大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、四川大學(xué)等單位合作，在CO₂解離碎裂機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以副封面形式發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。 

　　圖1：火星大氣層中CO₂²⁺分子離子三體解離機(jī)理示意圖 

　　此項(xiàng)研究中，科研人員利用EBIS裝置產(chǎn)生的Ar²⁺離子束流輻照CO₂分子誘導(dǎo)其解離碎裂，利用反應(yīng)成像譜儀裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)解離碎片多重符合探測研究澄清了CO₂²⁺分子離子解離過程存在的三種不同通道（如圖1所示），并確定了各通道的分支比。 

　　研究發(fā)現(xiàn)，母體離子不僅可以通過兩個(gè)CO鍵直接或次序斷離衰變，還首次觀測到化學(xué)鍵重組產(chǎn)生O₂⁺作為過渡態(tài)的異構(gòu)化解離通道。通過進(jìn)一步對(duì)末態(tài)碎片的動(dòng)能分析表明，絕大多數(shù)解離碎片的速度超過了火星表面的逃逸速度，如圖2b中淡紅色部分。由于火星表面不存在能夠約束荷電粒子的磁場，當(dāng)火星大氣層分子被宇宙射線照射發(fā)生解離碎裂時(shí)，超過逃逸速度的碎片將克服火星引力而發(fā)生逃逸。因此，本研究所觀測到的解離碎裂機(jī)制很可能是造成火星大氣層中氧原子逃逸的重要原因之一。 

　　圖2：分子離子解離各種碎片動(dòng)能分布譜。圖b淡紅色區(qū)域?yàn)槌^火星逃逸速度的事件 

　　該項(xiàng)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃與國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。 

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.2c01908 

(原子分子結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)室  供稿)