白矮星极端磁场中存在另类化学键

HZHAI2010

据国外媒体报道，众所周知原子通过共用电子对形成单质分子或者有机分子的途径有两种：一种为共价键形式，另一种为离子键形式。对于共价键形式而言，电子对是两个原子共同拥有或者偏属于某一个原子，但离子键则是其中一个原子较强极性使得电子对被该原子完全所有。然而现实似乎还有第三种成键类型，科学家们发现在白矮星周围的极强磁场空间环境下存在一种由“垂直顺磁性成键”类型形成的分子。

　　在宇宙中极强磁场条件下存在一种神秘的分子形式，成键类型与地球上已知的原子键不相同。

　　尽管地球并不存在神秘的第三种成键类型，但是自挪威奥斯陆大学和美国北达科他州大学的研究人员的研究人员特尔E.I.格伦（E.I.Tellgren）、凯.K.兰格（Kai K. Lange）、T.赫勒加科（T. Helgaker）以及M.R.霍夫曼（M.R.Hoffmann）发现了在宇宙中极强磁场条件下存在一种神秘的分子形式，成键类型与地球上已知的原子键并不相同。本项研究已经发表在《科学》杂志上，研究人员通过计算发现这种类型的分子形式极有可能存在于白矮星周围。

　　至少对目前科技水平而言，还无法验证该神秘分子形式的存在，因为我们不可能创建一个可与白矮星周围时空强磁场环境相提并论的实验条件，研究人员转而通过量子化学的模拟方式集中精力研究氢原子和单个氢气分子。白矮星周围可能存在的极热温度，通过模拟该时空环境发现通常我们所认为的构成分子的原子共价键形式并不会幸存，它们在极热温度下出现了分离。

　　但如果在极强磁场空间环境中，比如白矮星周围的时空，两个原子的自旋态可处于平行位置，使得分子可在以特殊的成键形式而存在。研究团队将这种新型成键类型称为“垂直顺磁性成键”，这种新型成键方式是强磁场环境下，在稳定反键轨道的垂直方向上形成。研究人员为了进一步检验他们的想法，该小组还通过对氦原子的模拟发现在极强磁场空间环境中也可以形成以“垂直顺磁性成键”类型构成的氦气分子，虽然它们并不稳定。

　　研究人员指出，在白矮星周围的强磁场环境中，由于氢气分子和氦气分子的化学特性并不相同，因此分子频谱也应该不相同，这就意味着假设这些以新型化学键类型形成的分子在白矮星周围存在着足够的数量，我们就可以通过工作于特殊波段的望远镜来探测到它们的存在。究竟宇宙中是否存在我们未知的以新型成键类型构成的分子，还没有确切的证据，只是我们不能在实验室中模拟出白矮星周围强磁场的空间环境。如果它们是存在的，我们不但可以通过频谱发现它们，而且也可能通过调控它们的磁性，为打造量子存储计算机铺平道路。