Спектрометр высоких гармоник. Иллюстрация: ETH Zurich
Международная научная группа во главе со швейцарцем Хансом Вёрнером и россиянином Олегом Талстохиным в реальном времени наблюдала рекордно короткий процесс. Об их статье в журнале Nature Communications рассказывает N+1.
Электронное облако в молекуле перестраивается за считанные аттосекунды (1 аттосекунда = 10-18 с). Это один из самых быстрых процессов, известных человечеству.
Напрямую наблюдать за поведением электронов «запрещают» законы квантовой механики, но по анализу спектра излучения можно «восстановить» происходящее.
Один лазерный импульс выстраивал в вакуумной камере молекулы метилфторида и метилбромида. После обстрела молекулы поглощали фотоны и ионизировались (выбрасывали электрон), а затем электроны рекомбинировали (соединялись обратно) с ионам и выбрасывали «лишний» фотон.
Спектр последней составляющей процесса показал ученым, как происходил весь процесс. Этому помогла теория Толстохина — асимптотическая теория туннельной ионизации молекул на случай вырожденных электронных состояний. Ученые увидели, как электронное облако мигрирует по молекуле.
Наблюдение таких быстрых процессов поможет исследовать тонкие химические процессы в молекулярной биологии и ряд других процессов.
Человечество знает и более быстрые процессы — ядерные реакции происходят за зептосекунды (10-21 секунды), нестабильные элементарные частицы заряжаются и распадаются за иоктосекунды (10-24 секунды).
