分子晶体中氢分子核自旋转换的环境诱导选择规则
量子物理
2026-04-30 v1
摘要
氢分子的核自旋转换受到严格的对称性规则的支配，这些规则通常需要磁场或催化剂表面才能突破。本文展示了非磁性分子晶体场的固有张量组成可以无需外部场施加并放松这些规则。对 H 在晶体 CO 中的高分辨红外光谱显示， 子能级出现较大的秩 2（四极）晶体场分裂，而核自旋转换仅通过 通道实现。将 CO 替换为极性 NO 引入秩 1（偶极）分量，部分开启 路径；而引入 paramagnetic NO 完全解除限制。这些结果建立了晶体场张量秩与核自旋动力学之间的直接对应关系，引入了一种基于对称性的框架，用于设计和控制分子固体中的自旋异构种 population 和量子态连通性。
引用
@article{arxiv.2510.16155,
title = {Environment-imposed selection rules for nuclear-spin conversion of H$_2$ in molecular crystals},
author = {Nathan Mclane and LeAnh Duckett and Leah G. Dodson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16155},
year = {2026}
}