利用电磁真空增强分子红外激光解离

控制键断裂是分子物理学中长期的目标。红外纳米腔体正在开发中，以实现腔 QED 与少量分子相互作用的异常耦合 regime，但化学反应在此类系统中如何进行尚不为人所了解。为此，我们研究了单个 CS$_{2}$ 分子的红外激光光解离，该分子的伸缩振动模式与共挏红外真空强耦合，施加强激光场以其基本振动频率共振驱动分子或注入光子于腔体共振。我们表明，腔体内实现光解离所需的强度显著低于自由空间，施加驱动方式类型对结果影响显著。通过直接将光子注入腔体，分子所需的激光能量比直接驱动振动模式低约两个数量级。这种光解离增强是纯粹的量子力学效应，无法用半经典方法描述。腔内 ladder 攀登动力学由于真空诱导的大量振动量子数混合，以及腔体场作为替代分子模式与解离振动运动强耦合，相对于自由空间显著修改。我们的工作为理解单分子化学动力学提供了基本机理，可用于设计新类型的纳米光子学实验，以探测单分子化学。