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.



��тоги ��сследования ��редставлены �� ��урнале Science, �� ��оротко �� ��их ��ассказывается �� ��ресс-��елизе ��ФТИ, ��оступившем �� ��едакцию " ��енты. ��у ".



��пыты ��роходили ��о ��ремя ��ттофизики - ��аправления ��ауки, ��зучающего ��вления �� ��ттосекундной ��лительностью (��родолжающиеся ��иллиардные ��оли ��иллиардных ��олей ��екунды). �� ��омощью ��ттофизики ��аучные ��аботники ��отят ��роследить ��верхбыстрые ��вижения ��лектронов �� ��олекулах (��ерестройку ��х ��лектронных ��болочек). ��анные ��роцессы - ��люч �� ��ониманию ��имических �� ��иохимических ��еакций, ��отому ��то ��бразование ��овых ��имических ��вязей �� ��аключается �� " ��екомбинации " ��лектронов.



��аучные ��аботники ��з ��оссии, ��ании, ��ельгии �� ��анады ��од ��правлением ��анса ��коба ��ернера ��з ��вейцарской ��ысшей ��ехнической ��колы �� ��юрихе ��режде ��родемонстировали ��озможность ��одобных ��сследований. �� ��роцессе ��оследних ��кспериментов ��ни ��могли �� ��еальности ��тследить ��вижение ��лектронов �� ��ременным ��аз��ешением 100 ��ттосекунд �� ��родемонстрировать, ��то ��ми ��ожно ��правлять.



�� ��пыте ��рименялись ��олекулы ��одацетилена (HCCI), ��оторые ��вляют ��з ��ебя ��ытянутые ��епочки ��з 4 ��томов - ��одорода, 2 ��томов ��глерода �� ��тома ��ода. ��од ��ействием ��ощных �� ��резвычайно ��оротких ��азерных ��мпульсов ��онфигурация ��лектронной ��болочки ��олекулы ��зменялась: �� ��ей ��озникала " ��ырка " - ��акантное ��есто, ��оторая ��отом ��ачинала ��олебаться, ��еремещаясь ��т 1-г�� ��онца ��олекулы �� ��ному.



��о ��овествование ��едется ��е �� ��еремещении �� ��рямом ��мысле ��лова, ��ак �� ��радиционной ��изике." �� ��ледствии ��уннельной ��онизации �� ��ильном ��азерном ��оле ��сплавает ��уперпозиция 2-��х ��вантовых ��остояний ��ырки: ��налогично ��оту ��редингера, ��оторый ��разу �� ��ив, �� ��ертв, �� ��анной ��уперпозиции ��ырка �� ��дно �� ��оже ��ремя ��меет ��озможность ��ыть ��бнаружена ��а ��аз��ых ��онцах ��олекулы. ��ероятности ��бнаружить ��ырку ��а ��аждом ��з ��онцов ��сциллируют �� г��дами, ��то �� ��оздает ��ффект ��играции ��ырки ��доль ��олекулы. ��ырка ��еремещается ��т ��онца �� ��онцу, �� ��арактерное ��ремя ��того ��вижения - ��коло 100 ��ттосекунд ", - ��зложил ��оавтор ��татьи ��лег ��олстихин, ��сновной ��аучный ��аботник �� ��оцент ��афедры ��еоретической ��изики ��ФТИ.



��блучая ��риентированные ��олекулы ��ильными ��азерными ��мпульсами, ��аучные ��аботники ��умели ��олучить ��пектры ��ольших г��рмоник, ��оторые ��тображали ��остояние ��лектронной ��болочки ��олекулы. �� ��анном ��ксперименте �� ��ервый ��аз ��ыл ��ринят ��есь ��абор ��нформации, ��ключая ��словные ��азы г��рмоник, ��ужный ��ля ��егенерации ��инамики ��ырки. ��абота ��еоретиков ��аключалась �� ��ом, ��абы ��ычленить ��з ��обранных ��анных ��анные ��б ��той ��инамике, ��бучиться ��асшифровывать ��иапазоны, ��налогично ��ому, ��ак ��строфизики ��о ��оплеровскому ��мещению �� ��пектре ��везды ��меют ��озможность ��змерить ��е ��езвость.



��акже, ��еняя ��оляризацию ��азера, ��сследователи ��оказали ��озможность ��лияния ��а ��инамику ��ерестройки �� ��лектронной ��болочке ��олекулы ��азерным ��олем - ��менно ��то ��ожет ��омочь ��правлять ��иналом ��имических ��еакций.