Международная команда исследователей в первый раз смогла отслеживать движение электрона в молекуле в режиме реального времени и показала, что эти процессы можно контролировать — в дальнейшем это даст возможность непосредственно повлиять на ход химических реакций и биологические процессы, чтобы получить желанный результат практически одним нажатием кнопки.
При помощи методов аттофизики ученые пробуют отследить сверхбыстрые перемещения электронов в молекулах — перестройку их электронных оболочек. В ходе же последних экспериментов физики научились управлять этим процессом в молекуле йодоцетилена. В то же время процессы перераспределения электронов влияют и на образование новых химических связей, поэтому тут также прослеживается некая зависимость.
«В работе наблюдалась миграция электронов вдоль линейной молекулы».
В опыте ученые под управлением Hans Jakob Wörner использовали молекулы iodoacetylene (HCCI), которые имеют удлиненные цепочки из четырех атомов водорода, 2-х атома углерода и атом йода, на которые воздействовали сильными и очень маленькими лазерными импульсами.
Но идет речь не о перемещении в точном смысле слова, как в традиционной физике. В итоге возникало свободное место, которое после этого начинало колебаться и передвигаться от одного конца молекулы к другому. «Дырка перемещается от конца к концу, и свойственное время данного движения — порядка 100 аттосекунд», — поведал соавтор статьи Олег Толстихин, главный научный работник и доцент кафедры теоретической физики МФТИ.
Перемещения электронов ученые наблюдали косвенно, вычисляя их по спектру высоких гармоник, возникающему при взаимодействии лазерного импульса с молекулой.
Кроме того, заменяя поляризацию лазера, ученые показали возможность воздействия на динамику перестройки в электронной оболочке молекулы лазерным полем — именно это может помочь управлять исходом химических реакций. «Именно это может, в окончательном счете, позволить управлять исходом химических реакций. Ежели у вас какая-то смесь, где хим. реакции могут закончиться разными исходам, вы сможете, выбирая нужную форму импульса, выбирать нужный для вас исход», — говорит Толстихин.
