Онлайн

Беспрецедентная премьера в мире науки: сверхбыстрое вращение молекул сняли на видео  

2019-09-21 18:36 , Наука, HiTech, 179

Беспрецедентная премьера в мире науки: сверхбыстрое вращение молекул сняли на видео

Беспрецедентная премьера в мире науки: в этой короткометражке – камео молекулы карбонилсульфида (имея форму ровного стержня, она состоит из атомов кислорода, углерода и серы).

Сценаристы и операторы – физики из гамбургского Центра исследований свободных электронов (CFEL), берлинского Института Макса Борна и их датские коллеги из Орхусского университета.

Процесс, записанный на видео, – полтора оборота молекулы, которые длились 125 триллионных долей секунды; для управления молекулой и съёмки использовали точно настроенные импульсы лазерного света.

«Молекулярная физика давно мечтала запечатлеть сверхбыстрое движение атомов во время динамических процессов на пленке», – объясняет Йохен Кюппер, один из руководителей исследования.

Для этого требуется излучение высокой энергии с длиной волны порядка размера атома, чтобы можно было увидеть детали. Поэтому команда Кюппера выбрала другой подход: они использовали два импульса инфракрасного лазерного излучения, которые были точно настроены друг на друга и разделены на 38 триллионных долей секунды (пикосекунды), чтобы настроить молекулы карбонилсульфида, быстро вращающиеся в унисон.

Затем они использовали дополнительный лазерный импульс, имеющий большую длину волны, для определения положения молекул с интервалами около 0,2 триллионных долей секунды каждый.

«Поскольку этот диагностический лазерный импульс разрушает молекулы, эксперимент должен был быть перезапущен для каждого снимка», – говорят авторы исследования.

Всего ученые сделали 651 снимок, охватывающий полтора периода вращения молекулы. При последовательной сборке изображения они получили 125 пикосекундное видео вращения молекулы.

«Процессы, которые мы здесь наблюдаем, регулируются квантовой механикой. В этом масштабе очень маленькие объекты, такие как атомы и молекулы, ведут себя не так, как обычные объекты в нашем окружении. Положение и импульс молекулы не могут быть определены одновременно с самой высокой точностью. Вы можете определить только определенную вероятность нахождения молекулы в определенном месте в определенный момент времени», – говорит Кюппер.

Источник – National Geographic.

Лента

Рекомендуем посмотреть