發現白矮星極端磁場存在另類化學鍵(圖)

據國外媒體報導，眾所周知原子通過共用電子對形成單質分子或者有機分子的途徑有兩種：一種為共價鍵形式，另一種為離子鍵形式。對於共價鍵形式而言，電子對是兩個原子共同擁有或者偏屬於某一個原子，但離子鍵則是其中一個原子較強極性使得電子對被該原子完全所有。然而現實似乎還有第三種成鍵類型，科學家們發現在白矮星周圍的極強磁場空間環境下存在一種由「垂直順磁性成鍵」類型形成的分子。

在宇宙中極強磁場條件下存在一種神秘的分子形式，成鍵類型與地球上已知的原子鍵不相同。(網路圖片)

儘管地球並不存在神秘的第三種成鍵類型，但是自挪威奧斯陸大學和美國北達科他州大學的研究人員的研究人員特爾E.I.格倫（E.I.Tellgren）、凱.K.蘭格（Kai K. Lange）、T.赫勒加科（T. Helgaker）以及M.R.霍夫曼（M.R.Hoffmann）發現了在宇宙中極強磁場條件下存在一種神秘的分子形式，成鍵類型與地球上已知的原子鍵並不相同。本項研究已經發表在《科學》雜誌上，研究人員通過計算髮現這種類型的分子形式極有可能存在於白矮星周圍。

至少對目前科技水平而言，還無法驗證該神秘分子形式的存在，因為我們不可能創建一個可與白矮星周圍時空強磁場環境相提並論的實驗條件，研究人員轉而通過量子化學的模擬方式集中精力研究氫原子和單個氫氣分子。白矮星周圍可能存在的極熱溫度，通過模擬該時空環境發現通常我們所認為的構成分子的原子共價鍵形式並不會倖存，它們在極熱溫度下出現了分離。

但如果在極強磁場空間環境中，比如白矮星周圍的時空，兩個原子的自旋態可處於平行位置，使得分子可在以特殊的成鍵形式而存在。研究團隊將這種新型成鍵類型稱為「垂直順磁性成鍵」，這種新型成鍵方式是強磁場環境下，在穩定反鍵軌道的垂直方向上形成。研究人員為了進一步檢驗他們的想法，該小組還通過對氦原子的模擬發現在極強磁場空間環境中也可以形成以「垂直順磁性成鍵」類型構成的氦氣分子，雖然它們並不穩定。

研究人員指出，在白矮星周圍的強磁場環境中，由於氫氣分子和氦氣分子的化學特性並不相同，因此分子頻譜也應該不相同，這就意味著假設這些以新型化學鍵類型形成的分子在白矮星周圍存在著足夠的數量，我們就可以通過工作於特殊波段的望遠鏡來探測到它們的存在。究竟宇宙中是否存在我們未知的以新型成鍵類型構成的分子，還沒有確切的證據，只是我們不能在實驗室中模擬出白矮星周圍強磁場的空間環境。如果它們是存在的，我們不但可以通過頻譜發現它們，而且也可能通過調控它們的磁性，為打造量子存儲計算機鋪平道路。