Европейским физикам удалось заглянуть в молекулу и увидеть движение электронов. Сложно переоценить значимость этого вклада в науку.
Знание о том, как двигаются электроны внутри молекул, поможет нам глубже понять процессы, происходящие во время химических реакций.
Исследование представленное в журнале Nature, было поддержано тремя европейскими проектами.
Команде физиков, которую возглавил профессор Марк Враккинг (Marc Vrakking), руководитель института нелинейной оптики и спектроскопиии малых импульсов имени Макса Борна (Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy) в Германии, с помощью аттосекундных лазерных импульсов, удалось заглянуть в молекулу. В прошлом ученым не удавалось наблюдать за движением из-за чрезвычайно большой скорости электронов.
Аттосекунда - это одна миллиардная одной миллиардной секунды. В течении одной аттосекунды, свет проходит расстояние равное менее чем 1 миллиардной миллиметра. Это равнозначно размеру небольшой молекулы. Поэтому создав аттосекундные лазерные импульсы, ученые могут делать "фотографии" движения электронов внутри молекул.
В данном исследовании ученые использовали молекулу водорода (Н2) с двумя протонами и двумя электронами, поскольку, по словам экспертов, Н2 - "простейшая молекула". Команда использовала свой аттосекундный лазер для наблюдения за процессом ионизации молекулы водорода. Во время этого процесса, один электрон удаляется из молекулы, в то время как изменяется энергетический статус другого электрона.
"Этот эксперимент доказал принципиальную возможность наблюдения за движениями электронов в молекулах с помощью аттосекундного лазера", - пояснил профессор Враккинг. "Сначала мы облучили молекулу водорода аттосекундным лазерным импульсом. Это привело к извлечению электрона из молекулы - молекула была ионизирована. В дополнение к этому, мы разделили молекулу на две части с помощью инфракрасного лазерного луча, который действовал по принципу крошечных ножниц", - добавил он. "Это позволило нам изучить, как распределялся заряд между двумя фрагментами - поскольку один из электронов отсутствует, один из фрагментов будет заряжен нейтрально, а другой положительно. Мы знали, что оставшийся электрон находился в нейтрально заряженной части".
В течении последних тридцати лет, ученые пользовались фемтосекундными лазерами, чтобы смотреть на молекулы и атомы. Фемтосекунда - это одна миллионная одной миллиардной секунды, что в 1000 раз медленнее аттосекунды. Использование фемтосекундных лазеров вполне позволяло отслеживать движение молекул и атомов.
Ученые усовершенствовали эту технологию, разработав аттосекундный лазер, который доказал свою практичность для множества исследований в области естественных наук, включая исследование описанное здесь.
Профессор Враккинг заключил: "Мы пока еще не достигли решения проблемы, хотя очень на это надеялись. Напротив, мы всего лишь приоткрыли дверь. Но на самом деле, это делает этот проект еще более важным и интересным".
новости по теме
Электрон признали идеальной сферой. Физики определили форму электрона с точностью, которая на много порядков превосходит точность всех сделанных ранее измерений.
Между Сатурном и Энцеладом нашли "пуповину". Один из спутников Сатурна Энцелад связан с газовым гигантом потоком электронов, которые перемещаются в обе стороны между небесными телами.
Учёные отсняли обычной видеокамерой движение электронов. До недавних пор считалось, что движение электрона, имеющего столь ничтожную массу и такие малые размеры, что его огибает световая волна, увидеть невозможно. Однако Хамфри Мэрис и Вэй Го, физики из университета Брауна, провели несложный эксперимент.
Физики впервые засняли движение электрона. Группа шведских ученых из университета Лунда впервые засняла движение электрона, создав для этого квантовый стробоскоп, испускающий очень короткие лазерные вспышки, сообщает журнал Physical Review Letters.
Обнаружены необычные свойства земной мантии. Американские ученые из университета Техаса в ходе изучения планеты обнаружили необычные атомные свойства у нижнего слоя земной мантии.
Европейским физикам удалось заглянуть в молекулу и увидеть движение электронов. Сложно переоценить значимость этого вклада в науку. 
