分子振动高激发态谱线的成簇规律；可作为量子信息载体的分子振动

這是 http://www.rd.sdu.edu.cn/resources/upload/file/file1429669941428.pdf 的 HTML 檔。
G o o g l e 在網路漫遊時會自動將檔案轉換成 HTML 網頁。

Page 1

一、项目名称

小分子结构特性及量子散射

二、申报奖种

山东省自然科学奖

三、推荐单位

山东大学

四、项目简介

本项目属于原子与分子物理研究领域，是与光物理以及化学物理交叉前沿研

究课题。旨在深入理解和认识分子结构特性及其相关动力学本质和新规律，以及

在当前一些重要方面的应用。本项目对分子结构特性，分子振~转高激发态成簇

规律、势能鞍点判据、振动纠缠动力学、分子的多光子激发等进行了深入研究；

提出了局域模式分子的振动纠缠动力学演化所具有的长时间周期“拍”纠缠可作

为量子信息的载体，并可以通过控制分子内能量流动的方法调控分子振动模式的

纠缠；发展了新的强场多光子量子调控方案：缀饰态选择性分布调控分子系统；

阐明了分子振动激发态转动取向散射机理，建立了小分子体系量子散射非绝热现

象的“指纹”特征。在小分子结构特性及其动力学研究方面取得如下主要成果：

1. 发现了小分子振动能级成簇现象；建立了小分子势能面鞍点判据；

提出局域模式分子的振动纠缠动力学演化所具有的长时间周期“拍”纠

缠可作为量子信息的载体，并可以通过控制分子内能量流动的方法调控

分子振动模式的纠缠。

2. 确立了小分子体系量子散射非绝热效应的“指纹”特征；阐明了

分子振动激发态转动取向散射机理；散射速率常数所表现的 Arrhenius

型的行为以及对非绝热效应影响的因素等作了理论分析，对有关实验结

果作了理论阐释。

3. 发展了新的强场多光子量子调控方案：缀饰态选择性分布

(Selective Population of Dressed States；SPODS) 调控分子系统。

本项目主要成果在 Phys. Rev. A，J. Chem. Phys.，Phys. Chem. Chem. Phys.,

J. Comput. Chem.等学术刊物发表，8 篇代表论文 SCI 他引 236 次。引用期刊包

括世界著名学术期刊，如：Nature Chemistry，J. Am. Chem. Soc.，Phys. Rev.

A，J. Chem. Phys.等。项目所发现的有关机理、现象等，在相关基础研究领域

---

Page 2

得到广泛应用，促进了本学科的发展。

五、主要完成人情况表

1、姓名：郑雨军

排名：1/3 技术职称： 教授

工作单位：山东大学

完成单位：山东大学

对本项目主要学术贡献：

发现了振动高激发态能级成簇现象，建立了势能面鞍点判据;研究了分

子振动纠缠动力学特性，提出了可通过分子内能量调控分子振动纠缠的方法；发

展了利用缀饰态选择性分布对强场分子多光子量子调控方案；分析了分子量子散

射非绝热“指纹”特性。

曾获省级以上科技奖励情况：获 2010 年山东省自然科学奖一等奖

2、姓名：韩博然

排名：2/3

技术职称：

工作单位：山东大学

完成单位：山东大学

对本项目主要学术贡献：

阐明了小分子体系量子散射非绝热现象的“指纹”特征等基本机理。

通过对几个小分子体系的量子散射的量子动力学及半经典动力学的研究，对其量

子散射的动力学机理做了理论上的阐述和分析。对分子振动激发态转动取向散射

机理；散射速率常数所表现的 Arrhenius 型的行为以及对非绝热效应影响的因素

等作了理论分析，对有关实验结果作了理论阐释；理论上预言了量子散射非绝热

效应的“指纹”特征等。

3、姓名：丁世良 排名：3/3 技术职称： 教授

工作单位：山东大学

完成单位：山东大学

对本项目主要学术贡献：

在 90 年代初开始探索把群论和李代数方法与量子力学散射动力学结合

起来，揭示散射体系的守恒律和动力学对称性。强调 Hamiltonian 的代数结构决

定了体系的动力学演化。建立了用 U(3)群研究分子振~转能级的方法，发展了利

用动力学李代数方法研究外场中分子的多光子激发以及具有无限维李代数量子

---

Page 3

散射体系的计算方法和结果分析。发展了构造动力学李代数的一般方法。同时寻

求不断地完善和改进这种李代数动力学，探索了用动力学代数方法研究量子反应

散射动力学。

六、代表性论文论著目录

1 Liu, Yan; Zheng, Yujun; Ren, Weiyi; Ding, Shiliang，

Dynamical entanglement of vibrations in small molecules through an analytically algebraic approach

PHYSICAL REVIEW A 78, 032523 (2008).

2 Feng, Hairan; Liu, Yan; Zheng, Yujun; Ding, Shiliang; Ren, Weiyi

Analytical control of small molecules by intense laser pulses in an algebraic model

PHYSICAL REVIEW A 75 , 063417 (2007).

3 Ding, Shiliang; Zheng, Yujun

Lie algebraic approach to potential energy surface for symmetric triatomic molecules

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 111, 4466 (1999).

4 Han, Boran; Zheng, Yujun

Nonadiabatic quantum dynamics in O(3P)+H2→OH+H: A revisited study

JOURNAL OF COMPUTIONAL CHEMISTRY 32, 3520 (2011).

5 YAO, Hongbin; Zheng, Yujun

Quantum control of a molecular system in an intense field via the selective population of dressed states

PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 13, 8900 (2011).

6 Zheng, Yujun; Ding,Shiliang

标题：Vibrational spectra of HCN and OCS from second-order expansion of the U(4)XU(4) algebra,

PHYSICAL LETTERS A 256 , 197 (1999).

7 Han, Boran; Yang, Huan; Zheng, Yujun; António J.C. Varandas

Quasi-classical trajectory study of the reaction H(2S)+NH→N(4S)+H2

CHEMICAL PHYSICS LETTERS 493, 225 (2010)

8 Chen, Maodu; Wang, Mingli ; Han, Keli ; Ding, Shiliang

Theoretical studies of scattering-angle resolved product rotational alignment for the reaction of Cl with

vibrationally excited methane

CHEMICAL PHYSICS LETTERS 301, 303 (1998).

丁大军

吉林大学原子与分子物理研究所

国家杰出青年基金获得者、973 项目首席科学家

推荐意见：

郑雨军等完成的项目《小分子结构特性及量子散射》，探讨了分子结构性质及动力 学

---

Page 4

特性，研究了原子~分子量子散射动力学中一些基本问题，发现了分子体系一些新现

象、新机理，如：分子振动高激发态谱线的成簇规律；可作为量子信息载体的分子振

动

纠缠长周期“拍”；非绝热反应的“指纹”特征以及强场中分子多光子缀饰态量子调

控 方案等。这些发现有力的推进了原子与分子激发态和动力学计算研究。他们有关的

理论 预言结果也被实验证实，相关研究成果得到学术界的广泛认可，被美国、欧洲等

国内外 学者在 Nat. Chem., J. Am. Chem. Soc., Phys. Rev. A, J. Chem. Phys.等

杂志引用，该项目的完 成为相关基础及应用问题的解决提供了很好的借鉴价值。

本人认为该项目的研究成果已经达到了国内先进水平，愿意推荐其申报山东省自 然科

学奖。

张卫平

长江学者、973 项目首席科学家

华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室

推荐意见：

郑雨军等申报的项目《小分子结构特性及量子散射》，对小分子体系的结构性质以及量

子散射进行了研究。该项目具有深入理解和认识分子结构特性及相关动力学新规律方

面的学术价值。他们在研究分子结构特性的基础上,提出了局域模式分子的振动纠缠所

具有的长时间周期“拍”纠缠可作为量子信息的载体,并可通过能量流动予以控制;阐

明了非绝热量子散射的“指纹”特性;发展了分子强场多光子量子调控方案等创新内

容。他们的相关成果在 Phys. Rev. A、J. Comp. Chem.、Phys. Chem. Chem. Phys.

等刊物上发表后，已被国际同行用来研究相关问题。有关分子振动高激发态能、非绝

热量子散射分支比等理论预言已被实验观测证实。

鉴于该项目所取的创新性成果，郑重推荐其申报山东省自然科学一等奖。