С 1990-х годов, фемтохимия было изучение сверхбыстрых процессов на молекулярном уровне. В последние несколько лет, исследовательская группа фемтосекундной динамики при Институте ту Грац экспериментальной физики удалось добиться ряда успехов в области легких-вопрос взаимодействия. «Точное понимание процессов, происходящих в фотовозбуждение молекул, например, предпосылкой для развития устойчивых технологий, которые позволяют энергоснабжения на основе солнечной энергии», — говорит Маркус Кох, руководитель рабочей группы. В качестве примера он приводит фотокатализа, которая помогает преобразовать солнечный свет в химическую энергию с преимущества с точки зрения долговременного хранения и плотность энергии по сравнению с получением электрической энергии через фотоэлектрические.
Один способ для таких молекулярно-динамических исследований используются так называемые насосно-зонд измерения применение сверхкоротких лазерных импульсов для возбуждения («накачки») молекулярной системы в желаемое состояние. После регулируемой задержки, второй («зонд») лазера опрашивает население возбужденное состояние под действием ионизирующего молекулы. Энергия вылетающих фотоэлектронов измеряется и по разной насос-зонда задержки по времени, можно сделать выводы о потоке энергии в молекуле.
Энергии-времени Гейзенберга принцип неопределенности мешает точные результаты
Точное описание светоиндуцированных процессов в их реальном масштабе времени пока не удалось для некоторых многоатомных молекул, которые могут принимать различные маршруты распада или фрагментации после возбуждения, в зависимости от выбора между близко расположенными энергетическими состояниями. В результате энергии-времени Гейзенберга принцип неопределенности, лазерные импульсы только фемтосекундной (10-15 сек) продолжительность времени не может избирательно возбуждают тесно соседних молекулярных состояний. Однако, короткие импульсы являются предпосылкой для наблюдения чрезвычайно быстрых процессов.
Новый подход сочетает в себе теорию и эксперимент
В сотрудничестве с исследователями из Института теоретической химии на химический факультет Венского университета под руководством проф. Летиция Гонсалес, экспериментальной физики в Граце сейчас преодолеть этот барьер. Сочетая опыты с ультракороткими лазерными импульсами и теоретическое моделирование светоиндуцированных процессов, поток энергии в ацетоне — молекулы, которые уже хорошо изучили, теперь можно было наблюдать впервые в ключевом окне энергию между тремя тесно связанных с ним состояний. Даже в рамках Венской группы, движущей силой в области теоретического описания молекул после легкого возбуждения, исследуемая система представляет собой трудную задачу. «Для такого моделирования, новые веяния в наш местный пакет программного обеспечения процессор SHARC были необходимы, без которых правильное описание динамики ацетона не было бы возможным», — подчеркивает Гонсалес.
Эффекты синергизма привести к новому пониманию
Оба метода сами по себе широко применяются, но «в то время как энергия-время-размытие отношения в области фемтосекундной спектроскопии предотвращает точные результаты в режиме реального времени моделирования обеспечит более глубокое понимание молекулярной динамики, которые, в свою очередь, требует экспериментальных результатов, которые должны быть проверены», — объясняет Кох. Сочетание этих двух технологий теперь дает исследователям более глубокое понимание динамики ацетон и это еще одна веха в изучении света-материи взаимодействий. Результаты были опубликованы в журнале физической химии писем.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!