許良彥 Liang-Yan Hsu

探索基於量子電動力學的化學基礎原理

著名物理學家Richard Feynman曾說：「化學背後的原理是量子電動力學。」然而，眾所皆知，化學原理奠基於微觀層次的量子力學，而非將電磁場量子化的量子電動力學。為了研究量子電動力學對化學基礎原理的影響，以及探索如何利用量子電動力學控制化學過程，我以「宏觀量子電動力學(macroscopic QED)」為核心，開創了一個可以包含量子電動力學效應與既有化學理論的全新架構。

在宏觀量子電動力學架構下，我過去八年有許多令人興奮的研究結果，首先，我推廣Förster著名的共振能量轉移理論，新理論不但解決了電漿子與空腔光子耦合分子之間的能量轉移問題，也能同時敘述輻射與非輻射能量轉移，此理論被物理化學權威期刊《J. Phys. Chem. Lett.》選為封面故事。其次，我推廣美國科學院士Silbey的分子螢光理論，新理論可以在無需任何自由參數的情況下，第一原理敘述分子螢光從光與物質弱耦合到強耦合的行為，此理論被化學物理權威期刊《J. Chem. Phys.》選為2019編輯群特選文章。第三，我推廣諾貝爾獎得主Marcus的電子轉移理論，新理論不但成功解釋Marcus理論無法解釋的反轉區異常現象，還統一了輻射與非輻射的電子轉移理論，相關三篇工作都發在《J. Phys. Chem. Lett.》。第四，我推廣林聖賢院士的分子內轉換理論，提出了一種全新的非絕熱效應，此效應是由於分子內轉換耦合量子電動力學效應，而產生的新輻射機制，此理論被《J. Chem. Phys.》選為封面故事。第五，我推廣分子超輻射理論，預測了一種全新的超輻射機制，輻射速率可超越Dicke提出的規模定律，此理論發表在物理權威期刊《Phys. Rev. Lett.》。