量子混沌

为了识别混沌运动与规则运动，有人建议用谱性质作为一种判据， 认为混沌运动具有强度较弱的连续谱，而规则运动具有高强度的少数分立线。如图 4。

R.W.Field 教授等应用 SEP 技术获得乙炔的光谱图如图 5。该图谱表明：在电子基态的高和低能区所得的受激辐射图谱是有区别的，在27900cm^-1 高能区，低分辨条件下，半峰高宽约为 1.5cm^-1，而在高分辨条件下，（a）中的每一个峰都表现为一组数目接近的谱线。（b）给出了其中的一个峰在高分辨下的谱图。由图 5（a）中～27900cm^-1 前带“*” 的一个峰，在（b）中出现了近 70 条谱线，其每一个半峰高宽仅为～

0.03cm^-1。在此，一些传统光谱学的特性消失了。由此，他们认为在27900cm^-1 能区，存在着量子混沌运动。Kaoru Yamanouchi 等应用受激辐射泵浦光谱研究 SO2 体系，处于电子基态的高振动激发态的振动能级结构，在高能区得到了与乙炔相类似的结果，以此可以作为振动运动的量子混沌的例子。C.B.Moore 等研究甲醛单分子反应动力学时发现，在分解阈能附近，甲醛电子基态（S0）的高振动激发态衰减速率分布符合 Wigner曲线，表现为混沌运动的规律。

继乙炔分子的混沌光谱后，又得到了一系列分子的高振动激发态的光谱。几乎所有的分子在基态附近的能级结构都是规则的，而绝大多数分子的高振动激发态的能级分布满足混沌运动的判别条件。

这里自然就会提出两个问题：其一是分子是如何随能量的增加、在什么条件下由规则变为混沌的？其二是在混沌区如何通过对光谱数据的分析来获得关于分子结构、性质的信息？对于第一个问题，光谱学家们正在试图回答；然而第二个问题还尚无答案，因为产生了两个方面的复杂性：一方面因在混沌区域几乎所有的能级都获得一定的跃迁概率，谱线数目急剧增加，光谱线失去了传统光谱图的可辨认性，传统光谱法失去效用。另一方面，由于随机量增加，一系列化学上重要的现象将发生， 如分子的异构化、新的运动方式等等。这些都必然会在能级结构中反映出来。如何从光谱数据中破译这样的密码，是人们极为关心的问题。目前一些新的统计处理方法，如光谱的交叉相关、光谱的傅里叶变换等问题均被提出。而从总体上说：如何充分利用光谱数据来研究高振动激发态的分子的问题并没有得到解决。这是光谱学家们渴望尽快解决的一大难题。

关于混沌研究，课题很多，本文不作更多的涉及。有兴趣的读者请阅读有关文献。