碱金属 - 稀土分子的超冷化学

本文提出了对 $^6$Li($^{2}$S) + $^6$Li$^{174}$Yb($^2\Sigma^+$)$\to ^6$Li$_2(^1\Sigma^+$) + $^{174}$Yb($^1$S) 反应在冷和超冷温度下动力学的第一性原理研究。计算涉及 Li$_2$Yb 系统三维势能面的确定与解析拟合，以及不同复杂度的量子动力学计算，范围涵盖紧密耦合方案内的精确量子动力学、统计量子处理到普适模型。结果表明，两种简化方法得出的零温极限反应速率系数与完整的紧密耦合计算结果吻合良好。通过比较忽略三体项的成对势与基于完整相互作用势得出的量子动力学结果，探讨了相互作用势中三体项的影响。发现在紧密耦合计算中包含三体项会使极限速率系数降低一半。在零碰撞能极限下，反应放热使 $^6$Li$_2$ 分子的振动能级布居高达 $v=19$。紧密耦合计算得出的产物振动分布显示了对相互作用势中是否包含三体力的敏感性。总体而言，结果表明基于长程势的简化模型能够在超冷极限下给出可靠的总反应速率系数值，但在需要产物 rovibrational 分布时，基于统计量子或量子紧密耦合方法的更严格方法是可取的。