氢气拉曼光谱中的量子重取向激发
材料科学
2025-11-21 v1 其他凝聚态物理
量子物理
摘要
在 2–174 GPa 和 13–300 K 条件下，氢气中观测到了低于 250 cm⁻¹ 的低频拉曼峰。这些特征的起源被归因于重取向跃迁（ΔJ = 0；Q0 支），当各向异性分子间相互作用解除 mJ 简并时，它们从瑞利线偏移。这一族激发与 S0 支的行为密切相关，共享其对压力、温度和正氢浓度的依赖。在 65 K 以上，经玻色-爱因斯坦占据因子校正的光谱揭示了一个宽连续谱，源于被占据的高 J 态和正-仲氢无序的增加。进入 III 相后，分子旋转被抑制，该连续谱被淬灭，取而代之的是已确立的光学声子。在 25 K 以下，平衡样品展示了来自正氢杂质分子在仲氢晶格中的孤立和成对激发的精细结构，后者是各向异性分子间相互作用的敏感探针，与固体 H₂ 的量子建模相关。
引用
@article{arxiv.2511.16010,
title = {Quantum Reorientational Excitations in the Raman Spectrum of Hydrogen},
author = {Philip Dalladay-Simpson and Eric Edmund and Huixin Hu and Mario Santoro and Federico Aiace Gorelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16010},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 6 figures