Фізики зняли обертання молекули на відео

За допомогою точно налаштованих імпульсів лазерного світла вчені змогли зняти швидкісне обертання молекули. Команда фахівців на чолі з Центром досліджень лазерів на вільних електронах (CFEL) та Інституту Макса Борна в Берліні створила так званий молекулярний фільм про надшвидкої когерентної

Когерентність -Узгодження декількох коливальних або хвильових процесів в часі, що виявляється при їх складанні.

Одержаний «фільм» дозволяє відстежити півтора обороту карбонілсульфід, молекули в формі стрижня, що складається з одного атома кисню, одного атома вуглецю і одного атома сірки. Обертання здійснюється протягом 125 трильйонних доль секунди. За словами експертів, молекулярна фізика давно мріяла відобразити надшвидке рух атомів під час динамічних процесів. Однак це складно, оскільки в світі молекул зазвичай потрібно випромінювання високої енергії з довжиною хвилі порядку розміру атома, щоб можна було розглянути всі деталі.

Група дослідників використала два імпульсу інфрачервоного лазерного випромінювання, які були точно налаштовані один на одного і розділені на 38 трильйонних доль секунди, щоб зловити що обертаються в унісон молекули. Додатковий лазерний імпульс, який має велику довжину хвилі, допоміг визначити положення молекул з інтервалами близько 0,2 трильйонних доль секунди кожен. Цей лазерний імпульс руйнує молекули, тому вчені проводили експеримент заново для кожного знімка.

Всього було зроблено 651 знімок, який охоплює півтора періоду обертання молекули. При послідовної збірці зображень вийшла плівка з обертанням молекули, яке триває 125 пикосекунд. Всього молекулі карбонілсульфід потрібно близько 82 трильйонних доль секунди, щоб зробити один повний оборот. Фільм з надшвидкісних обертанням молекули став тестовим проектом. Вчені планують використовувати новий метод для створення фільмів про динаміку інших молекулярних процесів.

Фото: nanowerk