Физики научились управлять движением электрона в молекуле

Интернациональный коллектив научных работников в первый раз отследил в реальном времени перемещение электрона в молекуле и продемонстрировал, что этим процессом можно управлять.



Итоги исследования представлены в журнале Science, а коротко о них рассказывается в пресс-релизе МФТИ, поступившем в редакцию " Ленты. Ру ".



Опыты проходили во время аттофизики - направления науки, изучающего явления с аттосекундной длительностью (продолжающиеся миллиардные доли миллиардных долей секунды). С помощью аттофизики Научные работники хотят проследить сверхбыстрые движения электронов в молекулах (перестройку их электронных оболочек). Данные процессы - ключ к пониманию химических и биохимических реакций, потому что образование новых химических связей и заключается в " рекомбинации " электронов.



Научные работники из России, Дании, Бельгии и Канады Под управлением Ганса Якоба Вернера из швейцарской Высшей технической школы в Цюрихе прежде продемонстировали возможность подобных исследований. В процессе последних экспериментов они смогли в реальности отследить движение электронов с временным разрешением 100 аттосекунд и продемонстрировать, что ими можно управлять.



в опыте применялись молекулы йодацетилена (HCCI), которые являют из себя вытянутые цепочки из 4 атомов - водорода, 2 атомов углерода и атома йода. Под действием мощных и чрезвычайно коротких лазерных импульсов конфигурация электронной оболочки молекулы изменялась: в ней возникала " Дырка " - вакантное место, которая потом начинала колебаться, перемещаясь от 1-го конца молекулы к иному.



Но повествование ведется не о перемещении в прямом смысле слова, как в традиционной физике." в следствии туннельной ионизации в сильном лазерном поле Всплавает суперпозиция 2-ух квантовых состояний дырки: аналогично коту Шредингера, который сразу и жив, и мертв, в данной суперпозиции Дырка в одно и тоже время имеет возможность быть обнаружена на разных концах молекулы. Вероятности обнаружить дырку на каждом из концов осциллируют с годами, что и создает эффект миграции дырки вдоль молекулы. Дырка перемещается от конца к концу, и характерное время этого движения - около 100 аттосекунд ", - изложил соавтор статьи Олег Толстихин, основной научный работник и доцент кафедры теоретической физики МФТИ.



Облучая ориентированные молекулы сильными лазерными импульсами, Научные работники сумели получить спектры больших гармоник, которые отображали состояние электронной оболочки молекулы. В данном эксперименте в первый раз был принят весь набор информации, включая условные фазы гармоник, нужный для регенерации динамики дырки. Работа теоретиков заключалась в том, дабы вычленить из собранных данных Данные об этой динамике, обучиться расшифровывать диапазоны, аналогично тому, как астрофизики по доплеровскому смещению в спектре звезды имеют возможность измерить ее резвость.



Также, меняя поляризацию лазера, исследователи показали возможность влияния на динамику перестройки в электронной оболочке молекулы лазерным полем - именно это может помочь управлять финалом химических реакций.