分子中单个电子的运动可以控制

物理学家第一次能够追踪分子中单个电子的运动，并证明这些过程是可以控制的。将来，这将有可能控制化学反应和生物过程的过程，以便从相同化学物质的几种可能的反应变体中获得所需的结果。2015年10月22日，

在苏黎世瑞士高级技术学校进行的一项研究结果发表在2015年10月22日的《科学》杂志上，莫斯科物理技术学院物理和数学科学博士Oleg Tolstikhin以及丹麦，比利时和加拿大的理论家参加了该研究。

据报道，电子的运动是使用具有800和1300纳米波长的超短激光脉冲控制的。在由激光脉冲与分子相互作用产生的高次谐波光谱中观察到电子位移。



研究人员使用原子物理方法追踪了电子外壳的结构。这是理解化学反应的关键过程，因为电子的重新分布对应于新化学键的形成。

苏黎世瑞士高等技术学校的汉斯·雅各布·沃纳（Hans Jacob Werner）领导的小组此前进行了一系列实验，这些实验令人信服地证明了这种观察的可能性，但现在研究人员已迈出了最后一步：他们实际上以100阿秒的分辨率跟踪了电子的运动（1阿秒= 10 ^-18  秒），并展示了如何控制电子。

在实验过程中，电子沿着线性的碘乙炔分子（HCCI）移动，该分子是由四个原子（氢，两个碳原子和一个碘原子）组成的细长链。在激光脉冲的影响下，电子外壳的形状发生了变化：在其中出现了一个空位。在激光的作用下，这个“空穴”的两个量子态发生了叠加：可以在分子的两端以一定的概率检测到它。



“我们可以控制分子中电子的运动，这意味着，如果开发出此技术，我们可以控制化学反应的结果。例如，在可能发生化学反应的气体混合物中，其结果可能是一种，也可能是不同的。物理和数学科学博士，科学著作的合著者Oleg Tolstikhin 解释说，通过用具有“正确”脉冲形状的“正确”激光照射，可以使结果之一占主导地位。

根据Oleg Tolstikhin的说法，科学工作可以在新药开发中找到应用，特别是：“如果您可以控制化学反应的结果，则可以创建物质，大分子-任何药物都是大分子-通常可以通过化学方法获得他说，这种反应的量可以忽略不计，例如，在一半的情况下，可以获得正确的物质。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN385813/