Европейский XFEL зафиксировал атомные энергосдвиги в молекуле за триллионные доли секунды
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Сверхбыстрые рентгеновские импульсы Европейского XFEL зафиксировали, как 3-фторпиридин перераспределил энергию после поглощения света, и показали, что разные атомы регистрируют разные стадии процесса. Атомы фтора указывали на релаксацию колебаний, а атомы азота отражали перераспределение электронов, отслеживая трансформацию за триллионные доли секунды. Метод, описанный в исследовании 29 июля, открывает путь к наблюдению сверхбыстрых химических реакций в реальном времени на атомном уровне.
Преобразование молекулы под действием света
Исследователи изучали 3-фторпиридин — кольцеобразную молекулу с атомами азота и фтора. После ультрафиолетового лазерного импульса электроны перешли в возбуждённое состояние, из-за чего молекула изогнулась из плоской формы и прошла через коническое пересечение — краткий момент сильной связи электронных и ядерных движений. Затем молекула вернулась в основное состояние, превратив избыток электронной энергии в колебания, распространившиеся по структуре за триллионные доли секунды.
Различающиеся сигналы атомов
Атомы фтора служили чёткими индикаторами колебательной релаксации, тогда как атомы азота, сильнее вовлечённые в возбуждение, отражали и перераспределение электронов, и структурные изменения. «Не каждый атом рассказывает одну и ту же историю», — отметил соавтор исследования Антонио Пикон из ICMM-CSIC. Фемтосекундные рентгеновские импульсы Европейского XFEL позволили разделить эти сигналы, показывая, как энергия перемещается между разными частями молекулы.
Что дальше
Учёные планируют применить метод к сложным биомолекулам, таким как ДНК, чтобы понять, как генетический материал выдерживает световое повреждение. Остаётся неясным, можно ли с его помощью разрешить ещё более быструю электронную динамику на субфемтосекундных масштабах.
1 источник
Европейский XFEL зафиксировал атомные энергосдвиги в молекуле за триллионные доли секунды
