近日，中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室中科院院士杨学明、研究员张东辉领导的研究团队在分子反应动力学研究工作上又获突破性进展。由该实验室肖春雷、孙志刚、杨学明、张东辉等撰写的论文《Cl+HD→DCl+H反应中化学键软化所引起的超短寿命反应共振态》，发表于2015年1月2日出版的《科学》杂志上，该研究工作极大地提高了科学家们对化学反应共振态的认识。
化学反应动力学研究的一个根本任务是认识反应过渡态是如何控制化学反应的速率和产物分布，因此直接观察反应过渡态长期以来一直被认为是化学科学研究中的一个“圣杯”。但是由于反应过渡态寿命非常短，实验上直接观测这些短寿命化学反应过渡态是极其困难的。
而反应共振态是化学反应体系在过渡态区域形成的具有一定寿命的准束缚态，它提供了一个让实验直接观察化学反应在过渡态附近行为的契机，因而几十年来寻找反应共振态一直是反应动力学研究的一个备受关注的重要课题。在上世纪70年代，理论动力学家通过在模型势能面上简单量子动力学计算指出了反应共振态存在的可能性。1984年，李远哲等人首次利用交叉分子束实验装置在F+H2反应中观测到了HF(v=3)的前向散射现象。
当时人们普遍认为直接反应中的前向散射就是共振态的充分证据，因此他们认为在该反应中找到了反应共振态存在的直接证据，在当时引起了很大的轰动。1986年李远哲和Herschbach, Polanyi同获诺贝尔化学奖，而F+H2→HF+H反应则成为一个经典的教科书例子。但是，这一推测一直没有被精确的动力学理论所证实。
相反地，90年之后，更为精确的理论研究发现直接反应中的前向散射并非一定是由共振态所引起的，并对F+H2体系的反应共振态推论提出了质疑。
2013年，肖春雷、杨学明等人通过自主研发窄线宽的OPO激光，在利用Stark-induced adiabatic Raman Passage (SARP)技术高效制备振动态激发分子方面取得了重要进展，对D2分子从(v=0, j=0)到(v=1, j=0)的激发取得了高于90%的效率。
这个发展使他们掌握了利用Raman激发在分子束中高效制备振动激发态H2/HD的技术，使在交叉分子束中研究振动激发H2/HD分子的反应散射动力学成为可能。利用该实验技术，他们首先对F+HD(v=1)反应进行高分辨交叉分子束研究，发现一定的前向散射信号，并在后向散射信号随碰撞能的变化曲线上存在振荡现象。最近，肖春雷、杨学明等人又利用该技术研究了Cl+HD(v=1)→DCl+H反应。
前人的研究工作表明这一反应在HD处于基态时是没有任何共振现象的迹象的，这与F+H2反应体系有很大的差异。肖、杨等人利用他们实验室发展的后向散射光谱（BSS）技术发现了后向散射的DCl产物信号随碰撞能的变化曲线上存在着明显的振荡现象，但前向散射信号非常小。为解释这些实验现象，孙志刚、张东辉等人重新构建了该反应高精度的势能面，在此基础上开展了精确的量子动力学计算。
理论研究找到了反应共振态波函数，确认了该反应中共振态的存在，从而首次在F+H2体系以外的三原子反应中发现了反应共振态。与以前在F+H2体系中发现的Feshbach共振态不同，新发现的共振态兼有Feshbach共振态和Shape共振态的性质，因而寿命只有20fs左右，大大短于F+HD反应共振态的寿命（100fs）。