Вчені відстежили рух електронів в молекулах

Европейскім фізикам вдалося заглянути в молекулу і побачити рух електронів. Складно переоцінити значимість цього внеску в науку. Знання про те, як рухаються електрони всередині молекул, допоможе нам глибше зрозуміти процеси, що відбуваються під час хімічних реакцій.

Ісследованіе представлене в журналі Nature, було підтримано трьома європейськими проектами.

Команде фізиків, яку очолив професор Марк Враккінг (Marc Vrakking), керівник інституту нелінійної оптики та спектроскопії малих імпульсів імені Макса Борна (Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy) у Німеччині, за допомогою аттосекундних лазерних імпульсів, вдалося заглянути в молекулу. У минулому вченим не вдавалося спостерігати за рухом через надзвичайно великій швидкості електронів.

Аттосекунда - це одна мільярдна однієї мільярдної секунди. У перебігу однієї аттосекунди, світло проходить відстань рівне менш ніж 1 мільярдної міліметра. Це рівнозначно розміром невеликий молекули. Тому створивши аттосекундні лазерні імпульси, вчені можуть робити "фотографії" руху електронів усередині молекул.

В даному дослідженні учение використовували молекулу водню (Н2) з двома протонами і двома електронами, оскільки, за словами експертів, Н2 - "найпростіша молекула". Команда використовувала свій аттосекундних лазер для спостереження за процесом іонізації молекули водню. Під час цього процесу, один електрон видаляється з молекули, в той час як змінюється енергетичний статус іншого електрона.

"Цей експеримент довів принципову можливість спостереження за рухами електронів в молекулах за допомогою аттосекундних лазера", - Пояснив професор Враккінг. "Спочатку ми опромінили молекулу водню аттосекундних лазерним імпульсом. Це призвело до вилучення електрона з молекули - молекула була іонізована. На додаток до цього, ми розділили молекулу на дві частини за допомогою інфрачервоного лазерного променя, який діяв за принципом крихітних ножиць ", - додав він. "Це дозволило нам вивчити, як розподілявся заряд між двома фрагментами - оскільки один з електронів відсутній, один з фрагментів буде заряджений нейтрально, а інший позитивно. Ми знали, що залишився електрон перебував у нейтрально зарядженої частини ".

В перебігу останніх тридцяти років, вчені користувалися фемтосекундними лазерами, щоб дивитися на молекули і атоми. Фемтосекунда - це одна мільйонна однієї мільярдної секунди, що в 1000 разів повільніше аттосекунди. Використання фемтосекундних лазерів цілком дозволяло відстежувати рух молекул і атомів.

Учение вдосконалили цю технологію, розробивши аттосекундних лазер, який довів свою практичність для безлічі досліджень у галузі природничих наук, включаючи дослідження описане тут.

Профессор Враккінг уклав: "Ми поки ще не досягли рішення проблеми, хоча дуже на це сподівалися. Навпаки, ми всього лише відкрили двері. Але насправді, це робить цей проект ще більш важливим і цікавим ". Наші новостние інформери це запорука, сучасного життя. Ви завжди в курсі всіх подій вашого страни.

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg.com

• Инженеры впервые передали квантовые сигналы по стандартному Интернет-протоколу
• Новая версия зонда Neuropixels позволяет записывать активность тысяч нейронов в мозге приматов с беспрецедентной точностью
• Искусственный интеллект научился выявлять рак голосовых связок по звуку голоса
• Сверхзвуковые перелёты могут вернуться в США уже к 2027 году
• Электронный луч против тефлонового мусора: японские учёные нашли способ переработки "вечного" пластика
• Слышишь сигнал — но не видишь машину: скрытая проблема в безопасности электромобилей
• Новые наушники от Anker: шумоподавление, до месяца автономной работы и зарядка для смартфона
• Учёные «замораживают» квантовое движение с помощью лазерного трюка: открытие откроет путь к новым технологиям