利用大連相幹光源揭示了真空紫外光解離二氧化硫在高激發態下的漫遊反應路徑。圖片來源：DICP
科學家們觀察到了所謂的「漫遊」化學反應，這些反應在某些點上偏離了最低的最小能量「阻力最小的路徑」，這是第一次在高度激發的能量狀態下。
化學反應應該沿著它們的最小能量路徑發生。近年來，人們開始觀察到偏離這條路徑的所謂漫遊反應，但僅限於處於基態或至多處於第一激發態的化學物質。然而，研究人員現在已經觀察到即使在高度激發的能量狀態下也存在漫遊反應。
中國科學院大連化學物理研究所（DICP）的研究人員在最近發表在 【科學】 雜誌上的一篇論文中描述了他們的發現。
化學反應動力學
直到最近，化學家們還認為化學反應是沿著他們所謂的最小能量路徑發生的，即在分子的起始穩定構型和最終穩定狀態之間使用最低能量的反應路徑。在任何化學反應的某個點上，都存在一個「過渡態」，在該狀態下勢能具有最大值。這可以被認為是類似於一個球滾上山坡，然後又滾下來。但是，「山頂」的過渡狀態仍然位於最小能量路徑上。反應不應該偏離這條阻力最小的路徑。
但在2004年，研究人員在探索甲醛在被光子轟擊時的分解（一種稱為「光解離」的化學反應）時震驚地發現，有些化學反應實際上可以偏離最小能量路徑。
團隊合影。圖片來源：DICP
這種偏離，或者更準確地說是「漫遊」，發生在化學鍵的預期裂解反而變得「受挫」時：分子的一個成分開始逃離其母分子，但發現它沒有足夠的能量來這樣做。因此，相反，該元件只是以非最小能量狀態繞剩余的分子片段執行。它繼續這個軌域，直到它撞到另一個分子的反應位點（分子上發生反應並形成新化學鍵的物理位置），回到最小能量路徑。
從那時起，人們發現這些「漫遊反應」不僅是偶爾發生的，而且是常見的。
「事實證明，漫遊是化學反應性的一個一般方面，以前從未被註意到，」DICP論文的通訊作者之一傅碧娜說。
最新發現及意義
進一步的研究已經觀察到兩種基態（分子的最低可能能量）和第一激發態的漫遊反應。當吸收能量時，分子中的電子會跳到更高的能階，稱為激發態。但是漫遊只在最初的這種激發態中被觀察到，而不是在任何隨後的更高激發態中。也沒有觀察到漫遊導致化學反應的電子激發產物的產生。
「後一種反應透過漫遊途徑來實作這一點，該途徑涉及單個氧原子的一種'斑點'，我們稱之為'分子內O-抽象'，在分子重新定向的運動中，」DICP論文的另一位通訊作者袁凱軍說。
每當遇到「受挫鍵裂解」的可能性增加時，在高激發態下漫遊反應和產生電子激發產物的可能性就會增加。研究人員認為，這種漫遊動力學可能會成為規則，而不是透過高度激發態進行分子光解離的例外。
