Protein structure classification based on X-ray laser induced Coulomb explosion
本研究模拟了六种相似蛋白质在高强度X射线诱导下的Coulomb爆炸动力学，通过主成分分析和t-SNE对500个爆炸足迹进行分类，证明爆炸足迹可作为蛋白质的独特标识符，并有望与单粒子相干成像实验结合提供附加信息。
2024-10-21 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Femtosecond Laser Induced Coulomb Explosion Imaging of Aligned OCS Oligmers inside Helium Nanodroplets
二聚体和三聚体的羰基硫（OCS）分子嵌入氦纳米液滴对齐的线性偏振160 ps长的中等强度的激光脉冲和库仑爆炸与强烈的40 fs长的探测脉冲，以确定它们的结构。对于二聚体，OCS $^+$和S $^+$离子的2D图像的记录和离子的发射方向的协方差分析使我们能够得出结论，该结构是一个滑动平行的形状类似于气相二聚体的结构。对于三聚体，OCS $^+$离子图像和相应的协方差图揭示了桶形结构（如在气相中）的存在，但也存在气相中不存在的其他结构，最值得注意的是线性链结构。
2018-07-23 physics.chem-ph
Modeling the time-resolved Coulomb explosion imaging of halomethane photodissociation with \textit{ab initio} potential energy curves
本研究提出基于从头算势能曲线的理论模型，可模拟卤代甲烷光解离的时间分辨库仑爆炸实验可观测量，准确预测碘甲烷的两个反应通道，解释溴碘甲烷的片段动能并证实其自旋通道无法通过该方法分辨。
2025-01-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Detecting handedness of spatially oriented molecules by Coulomb explosion imaging
提出了一种新的检测气相手性的方法：在中等强度的椭圆偏振激光场作用下，手性分子在三维空间中排列。激光诱导库仑爆炸产生的带电碎片的动量分布显示出明显的三维取向，当激光偏振椭圆相对于检测器平面的范数向量旋转非直角时。由此产生的速度-图-像不对称性直接与对映体过量和分子的绝对手性有关。我们证明了我们的计划计算樟脑（C10 H16 O），其甲基作为标记片段，使用量子力学模拟面向实验可行的条件。计算对映体过量的灵敏度与其他现代手性方法相当。本方法可以很容易地优化任何手性分子与各向异性的极化率张量通过调整的偏振状态和强度分布的激光场。
2021-02-17 physics.chem-ph
Coulomb explosion imaging of concurrent CH$_{2}$BrI photodissociation dynamics
利用时间分辨库仑爆炸成像技术研究了271.6 nm激光诱导气相CH $_{2}$ BrI分子光解的动力学过程。所观察到的延迟依赖的光碎片动量揭示CH $_{2}$ Br I经历C-I裂解，将65.6%的可用能量沉积到内部产物状态，并且第二个UV光子的吸收破坏CH $_{2}$ Br的C-Br键。模拟证实，这种机制是一致的，与以前的数据记录在248 nm，展示了库仑爆炸成像的灵敏度作为一个实时探针的化学动力学。
2017-10-06 physics.chem-ph
Strong-field approximation for Coulomb explosion of H_2^+ by short intense laser pulses
提出了一个简单的量子力学模型来描述H $_2^+$在短脉冲强红外激光作用下的库仑爆炸。该模型是基于长度规范版本的分子强场近似，是有效的脉冲短于50 fs的电离前的解离过程是可以忽略不计的。并与最近的质子能谱实验结果作了比较[I]。Ben-Itzhak等人，物理修订版信函95，073002（2005），B. D. Esry等人，物理修订版信函97，013003（2006）]。尽管峰值能量略低于观测值，但模型的预测再现了光谱的轮廓。为了比较，我们还提出了两种不同的隧道模型，这个过程中得到的结果。
2007-04-19 physics.atom-ph physics.chem-ph
Laser-induced Coulomb explosion imaging of \ce{(C6H5Br)2} and \ce{C6H5Br-I2} dimers in helium nanodroplets using the Timepix3
我们已经推导出的\ce{bromobenzene} - \ce{I2}异二聚体和\ce{(bromobenzene)2}同型二聚体内氦液滴的结构，使用组合的激光诱导的对齐，库仑爆炸成像，和三维离子成像。复合物在实验室框架中以各种方向固定，然后在每种情况下通过强激光脉冲多重电离。三维离子成像探测器，包括Timepix 3探测器，使我们能够测量不同碎片的速度矢量之间的相关性，并与经典模拟相结合，向后工作到爆炸前复杂的初始结构。对于异二聚体，我们发现\ce{I2}分子轴与溴苯的苯环近似垂直相交。同二聚体具有堆叠的平行结构，其中两个溴原子指向相反的方向。这些结果说明了库仑爆炸成像的能力，以确定大型复合物的结构，并指出了一条道路，对氦液滴内的双分子反应的实时测量。
2021-05-03 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Partial Orientation Retrieval of Proteins From Coulomb Explosions
本研究提出一种通过分析库仑爆炸碎片模式部分恢复蛋白质取向的新方法，可整合进重建算法，提升单粒子成像效率。
2024-10-21 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Time-Resolved Coulomb Explosion Imaging Unveils Ultrafast Ring Opening of Furan
J. R. Macdonald Laboratory, Department of Physics, Kansas State University（堪萨斯州立大学）；Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；European XFEL（欧洲X射线自由电子激光设施）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
针对反应中核运动直接成像的难题，研究采用时间分辨库仑爆炸成像结合从头算分子动力学与模拟，揭示了呋喃在198nm激发下100飞秒内的超快开环路径，为飞秒化学分子动力学研究提供了新依据。
2023-11-09 physics.atm-clus physics.chem-ph
Time-dependent density functional theory study of strong-field laser-induced coulomb explosion of the HCl dimer
Vanderbilt University（范德堡大学）；Austin Peay State University（奥斯汀皮尤州立大学）
该研究通过时间依赖密度泛函理论分析强场激光诱导HCl二聚体库仑爆炸，揭示电离程度与路径选择的关系，揭示通道分支和碎片化特征的统一机制。
2026-01-16 physics.chem-ph
Visualizing Three-Dimensional Quantum Fluctuations of Ground-State C$_3$H$_4$ via Deep Sub-Angstrom Coulomb Explosion Imaging
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Yangzhou University（扬州大学）
本研究以丙二烯和丙炔为原型，利用41.9 keV/u Xe²⁰⁺束实现0.1 Å超高分辨率的库仑爆炸成像，可视化碳碳键长变化及丙二烯中CH₂基团耦合运动，为观测基态分子三维量子涨落奠定基础。
2026-10-09 physics.chem-ph
Probing the UV-Induced Photodissociation of CH$_\text{3}$I and C$_\text{6}$H$_\text{3}$F$_\text{2}$I with Femtosecond Time-Resolved Coulomb Explosion Imaging at FLASH
我们探讨了时间分辨库仑爆炸引起的强烈，极紫外（XUV）飞秒脉冲的闪光自由电子激光作为一种方法来图像光诱导分子动力学在两个分子，碘甲烷和2，6-二氟碘苯。在267 nm的激发波长下，两种分子的主要反应途径都是通过碳-碘键的断裂进行的中性解离。这使得调查的影响的分子环境的吸收强烈，飞秒XUV脉冲和随后的库仑爆炸过程。我们发现，XUV探测脉冲诱导解离碘甲烷中的原子碘的局部内壳层电离，与二氟碘苯中的所有光碎片的非选择性电离相反。结果表明，从甲基和苯基部分的多电荷碘离子的电子转移的证据。此外，超快电荷重排的苯基自由基的迹象被发现，这表明时间分辨库仑爆炸成像是敏感的扩展分子中的电荷的本地化。
2018-01-30 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Ionization and Coulomb explosion of Xenon clusters by intense, few-cycle laser pulses
用峰值强度为5 $\times$ 10 $^{14}$ W cm $^{-2}$的800 nm超短强脉冲激光（12 fs，$\sim$ 4个光周期）辐照气相电子轰击$_n$团簇（$n$ =500- 25，000），以诱导多次电离和随后的库仑爆炸。爆炸离子的能量分布测量在几个周期的域，不允许足够的时间进行库仑驱动的膨胀的集群。这导致整体动态似乎与多周期制度中的动态有很大不同。一个表现是，测量到的最大离子能量比使用相同强度的较长脉冲时获得的能量低得多。离子产率是集群大小无关，但极化依赖于它们是显着更大的极化时，垂直于检测轴比沿it. This意想不到的行为是定性合理化的空间各向异性屏蔽效应引起的集群内的电子电荷云。
2010-06-09 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Alignment, Orientation, and Coulomb Explosion of Difluoroiodobenzene Studied with the Pixel Imaging Mass Spectrometry (PImMS) Camera
利用库仑爆炸成像技术研究了2，6-二氟碘苯（C6 H3 F2 I）分子在自由电子激光脉冲作用下近红外强场电离和极紫外多光子内壳层电离后的激光诱导绝热取向和混合场取向.产生的光电子和碎片离子被捕获的双面速度图成像光谱仪和投影到两个位置敏感的探测器。质谱仪的离子侧配备了像素成像质谱（PImMS）相机，这是一种时间戳像素化检测器，可以记录每个采集周期每个像素最多四个离子的命中位置和到达时间。因此，可以同时记录所有碎片的飞行时间轨迹和离子动量分布。我们表明，我们可以获得一个高度的一维和三维的对齐和混合场的取向，并比较在两个波长的库仑爆炸过程中诱导。
2017-06-21 physics.chem-ph quant-ph
Surface hopping molecular dynamics simulation of ultrafast methyl iodide photodissociation mapped by Coulomb explosion imaging
提出高效表面跳跃动力学方法，模拟甲基碘光解离及库仑爆炸，与实验吻合，揭示圆锥交叉导致的12飞秒分叉，适用于统计依赖和稀有通道模拟。
2024-11-05 physics.chem-ph
Strong-Field Coulomb Explosion of Ethane, Propane, and Butane in Circularly Polarized Laser Fields
Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University（范德堡大学物理与天文学系）；Department of Chemistry, Austin Peay State University（奥斯汀皮尤州立大学化学系）
该研究用实时含时密度泛函理论，通过圆偏振激光脉冲驱动研究乙烷、丙烷和丁烷的库仑爆炸，对比线偏振场结果，表征了烷烃系列相关动力学，揭示氢损失为主的碎片化途径及不同分子断键特点。
2026-07-15 physics.chem-ph
Probing the structure of cyclic hydrocarbon molecules with X-ray-induced Coulomb explosion imaging
Kansas State University（堪萨斯州立大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；European XFEL（欧洲X射线自由电子激光设施）
本研究利用X射线诱导库仑爆炸成像技术，区分了三种C7H8碳氢化合物异构体，展示了无需特定标记原子即可解析分子结构的方法。
2026-02-04 physics.chem-ph
Differentiating Three-Dimensional Molecular Structures using Laser-induced Coulomb Explosion Imaging
本研究将台式激光驱动的库仑爆炸成像拓展至三维分子结构区分，发现不同有机分子在三维碎片离子动量空间有特征图案，可通过经典模拟复现，为追踪超快结构变化提供新方法。
2024-08-15 physics.atm-clus physics.chem-ph quant-ph
Generative Modeling Enables Molecular Structure Retrieval from Coulomb Explosion Imaging
Linac Coherent Light Source（线相干光源）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；European XFEL（欧洲自由电子激光）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Department of Computer Science（计算机科学系）；Sorbonne Université, CNRS（索邦大学，CNRS）；J. R. Macdonald Laboratory, Department of Physics（J.R. Macdonald实验室，物理系）；Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨-哈伯研究所）；Stanford PULSE Institute（斯坦福PULSE研究所）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文利用生成模型解决分子结构从离子动量分布中非线性逆问题，实现亚埃精度的结构重建。
2026-04-14 cs.AI cs.LG physics.chem-ph
Ab initio study of highly charged ion-induced Coulomb explosion imaging
本研究通过从头计算探讨高能C^5+离子诱导吡啶嗪分子库仑爆炸成像的机制，揭示撞击几何对结构重建保真度的影响及实验中观测到的变异性与噪声来源。
2025-12-08 physics.chem-ph quant-ph
Quantum-State-Sensitive Detection of Alkali Dimers on Helium Nanodroplets by Laser-Induced Coulomb Explosion
氦纳米液滴表面的铷二聚体被强飞秒激光脉冲双重电离，分裂成一对$\mathrm{Rb^+}$离子。我们发现，$\mathrm{Rb^+}$碎片离子的动能可以用来识别在X $^1Σ_{\mathrm{g}}^+$基态或在最低的三重态，一个$^3Σ_{\mathrm{u}}^+$形成的二聚体。从实验中，我们估计作为平均液滴尺寸的函数的a和X状态中的二聚体的丰度比，并找到4：1和5：1之间的值。我们的技术一般适用于碱金属原子的二聚体和三聚体，这里也证明了$\mathrm{Li_2}$，$\mathrm{Na_2}$，和$\mathrm{K_2}$，并将使fs时间分辨测量其旋转和振动动力学，可能与原子结构的分辨率。
2022-03-05 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Exploiting correlations in multi-coincidence Coulomb explosion patterns for differentiating molecular structures using machine learning
本研究提出一种结合机器学习的中等大小多原子分子库仑爆炸成像新方法，通过检测多达8个符合离子碎片并分析高维动量空间数据，实现分子结构可靠区分，以二氯乙烯异构体验证效果，为超快结构动力学通道特异性分析奠定基础。
2025-09-03 physics.chem-ph physics.comp-ph
X-ray Coulomb explosion imaging reveals role of molecular structure in internal conversion
本研究利用X射线库仑爆炸成像直接观测硫代核碱基光弛豫中的分子几何变化，将去平面化与电子性质演化关联，为复杂分子时间分辨研究开辟新途径。
2024-05-24 physics.atom-ph physics.chem-ph
CH(A) Radical Formation in Coulomb Explosion from Butane Seeded Plasma Generated with Chirp-Controlled Ultrashort Laser Pulses
本文通过啁啾控制超短激光脉冲引发丁烷库仑爆炸，结合FTVis时间分辨光谱和TDDFT计算，证明CH(A)自由基是120 fs内形成的初级产物。
2024-10-12 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Orientation Reconstruction of Proteins using Coulomb Explosions
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Center for Free-Electron Laser Science, Deutsches Elektronen-Synchrotron（德国电子同步加速器中心自由电子激光科学中心）
本文通过模拟X射线信号和离子动力学，利用单事件离子位置测量重建蛋白质取向，验证离子数据在单粒子成像中的可靠性，实现比传统方法更优的取向恢复。
2026-03-25 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Silicon clusters produced by femtosecond laser ablation: Non-thermal emission and gas-phase condensation
利用飞秒激光在真空中烧蚀体硅产生了中性硅团簇Si_n（n = 7）及其阳离子Si_n+（n = 10），并利用飞行时间质谱对其进行了研究。在烧蚀羽流中可以清楚地分辨出两种不同速度和丰度分布的Si_n ~+团簇。讨论了团簇形成的可能机制（库仑爆炸、气相凝聚、相爆炸）。
2004-03-10 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.plasm-ph
