太陽能電池，量子計算和光動力癌癥治療。這些都涉及在磁性和非磁性形式之間切換的分子。以前，這個被稱為“旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)”的過程在大多數(shù)情況下被認為是緩慢發(fā)生的?，F(xiàn)在，密蘇里大學的研究人員發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在化學反應過程中的萬億分之一秒或半皮秒的一半。要知道它的速度有多快 - 手表數(shù)量只需幾秒鐘，運動游戲的時間間隔為十分之一秒，光線傳輸速度不到12英寸，十億分之一秒。旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)速度更快。

“典型的分子可以有兩種模式，磁性或非磁性，”MU化學系教授Arthur Suits說。“如果他們'興奮'，例如通過吸收光，他們可以從一種模式切換到另一種模式。大多數(shù)分子開始時都是非磁性的，但如果你用光激發(fā)它，它就可以轉(zhuǎn)換成磁性分子，反之亦然。 “

眾所周知，由光激發(fā)的分子的自旋翻轉(zhuǎn)通常是低效的，因此它發(fā)生得非常緩慢?；瘜W反應中的旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)是可能的，但很少有例子是已知的。密蘇里大學的Suits和他的團隊通過進行散射實驗來測試旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)是否會在反應過程中發(fā)生，其中分子束相互碰撞，在真空室內(nèi)產(chǎn)生化學反應。他們對他們發(fā)現(xiàn)并與坦普爾大學化學系計算理論教授Spiridoula Matsika合作感到驚訝，他們理解為什么自旋翻轉(zhuǎn)發(fā)生在萬億分之一秒的一半，比以前想象的要快得多。

“我們發(fā)現(xiàn)，這種從磁性到非磁性的轉(zhuǎn)變發(fā)生在化學反應之后，因為分子正在分離，產(chǎn)品正在形成，”Suits說。“通過這一理論，我們可以理解并解釋為什么在這種化學反應過程中這種情況非常有效。”

研究人員表示，理解這種行為對于許多科學領(lǐng)域至關(guān)重要，例如制造更高效的太陽能電池，量子計算和光動力癌癥治療。