Pergerakan elektron individu dalam suatu molekul dapat dikendalikan

Fisikawan untuk pertama kalinya dapat melacak pergerakan elektron individu dalam suatu molekul dan menunjukkan bahwa proses ini dapat dikontrol. Di masa depan, ini akan memungkinkan mengendalikan jalannya reaksi kimia dan proses biologis untuk mendapatkan hasil yang diinginkan dari beberapa varian reaksi yang mungkin dari bahan kimia yang sama.

Hasil penelitian yang dilakukan di Sekolah Tinggi Teknik Swiss di Zurich dengan partisipasi Oleg Tolstikhin, dokter ilmu fisika dan matematika dari Institut Fisika dan Teknologi Moskow, serta ahli teori dari Denmark, Belgia dan Kanada, diterbitkan pada 22 Oktober 2015 di jurnal Science.

Seperti diberitakan, gerakan elektron dikendalikan menggunakan pulsa laser ultrashort dengan panjang gelombang 800 dan 1300 nanometer. Perpindahan elektron diamati dalam spektrum harmonik tinggi yang timbul dari interaksi pulsa laser dengan molekul.



Menggunakan metode attophysical, peneliti melacak restrukturisasi shell elektronik. Ini adalah proses kunci dalam memahami reaksi kimia, karena redistribusi elektron sesuai dengan pembentukan ikatan kimia baru.

Sebuah kelompok yang dipimpin oleh Hans Jacob Werner dari Sekolah Tinggi Teknik Swiss di Zurich sebelumnya melakukan serangkaian eksperimen yang secara meyakinkan menunjukkan kemungkinan pengamatan tersebut, tetapi sekarang para peneliti telah mengambil langkah terakhir: mereka secara de facto melacak pergerakan elektron dengan resolusi 100 attoseconds (1 attoseconds = 10 ^-18)  detik) dan menunjukkan cara mengontrol elektron.

Selama percobaan, elektron bergerak sepanjang molekul linear iodoacetylene (HCCI), yang merupakan rantai empat atom yang memanjang - hidrogen, dua atom karbon, dan atom yodium. Di bawah pengaruh pulsa laser, konfigurasi kulit elektron berubah: tempat kosong untuk elektron muncul di dalamnya. Di bawah aksi laser, sebuah superposisi dari dua keadaan kuantum "lubang" ini muncul: ia dapat dideteksi dengan beberapa kemungkinan sekaligus di kedua ujung molekul.



“Kita dapat mengontrol pergerakan elektron dalam molekul, yang berarti bahwa jika teknologi ini dikembangkan, kita dapat mengontrol hasil reaksi kimia. Misalnya, dalam campuran gas di mana reaksi kimia dapat terjadi, hasilnya mungkin satu, atau mungkin berbeda. Bersinar dengan laser "benar" dengan bentuk pulsa "benar", Anda dapat membuat salah satu hasil yang dominan, " jelas Oleg Tolstikhin, dokter ilmu fisika dan matematika, rekan penulis karya ilmiah.

Menurut Oleg Tolstikhin, karya ilmiah dapat menemukan aplikasi, khususnya, dalam pengembangan obat-obatan baru: "Jika Anda dapat mengontrol hasil reaksi kimia, Anda dapat membuat zat, molekul besar - obat apa pun adalah molekul besar - yang biasanya dapat diperoleh sebagai hasil dari bahan kimia reaksi dalam jumlah yang dapat diabaikan, dan akan mungkin, misalnya, untuk mendapatkan zat yang tepat dalam setengah kasus, "katanya.

Source: https://habr.com/ru/post/id385813/