F + HD→HF + D反應的D原子產物，碰撞能為2.10千卡/摩爾。(一)實驗結果;(B)的理論結果。兩根梁的交叉角度為160°。θ = 0°和180°分別表示HF在質心座標系中的副積相對於f原子束方向的正向散射方向和反向散射方向。在散射圖樣中，可以清楚地看到正向散射方向上特殊的馬蹄形特徵。來源:科學(2021)

來自中國科學技術大學、中國科學院和南方科技大學的一組研究人員，在觀察到的F + HD→HF + D反應的橫截面中發現了一個發人深省的模式。在他們發表在《科學》雜誌上的論文中，研究小組描述了他們用雙管齊下的方法來更多地瞭解相對論自旋軌道相互作用在化學反應中的作用。克里特島大學(University of Crete)和伊塞爾福斯大學(IESL-FORTH)的t·彼得·拉基齊斯(T. Peter Rakitzis)在同一期刊上發表了一篇展望文章，概述了在量子水平上研究化學反應的困難，以及中國團隊所做的工作。

研究在量子水平上發生的化學反應是一項困難的工作——不僅因為很多事情幾乎同時發生，而且大多數有趣的反應都在很短的時間內發生。在這項新的研究中，研究人員試圖克服這些問題，並更多地瞭解一種反應:F + HD→HF + D反應。為此，他們採用了一種雙管齊下的方法來捕捉由於量子效應而發生的反應物散射。

他們實驗的第一部分使用了高質量的速度圖成像，交叉光束技術來更多地瞭解部分波共振。第二部分涉及基於這些反應中應該發生什麼的理論來建立模擬。正如研究人員注意到的，在碰撞條件下，一個分子交叉束裝置可以檢測散射角度分辨產物與旋轉狀態的解析度。

利用裝置和模擬(包括電子角動量效應)的資料，團隊可以觀察化學反應過程中的電子角動量效應。它也讓研究人員在反應的橫截面上觀察到一個有趣的馬蹄形圖案，因為它發生在散射方向上。他們實驗的理論部分表明，獨特的圖案設計是由於發生在正、負自旋軌道分割和半波共振之間的量子干涉。研究人員認為，他們的結果提供了一個自旋-軌道相互作用影響反應動力學的例子。