Attosecond Science es una nueva y emocionante frontera en la física contemporánea, cuyo objetivo es resolver el movimiento de electrones en átomos, moléculas y sólidos en su escala de tiempo natural. La dinámica electrónica deriva de la creación y evolución de coherencia entre diferentes estados electrónicos y continúaescalas de tiempo de subfemtosegundos. Por el contrario, la dinámica química implica cambios de posición de los centros atómicos y grupos funcionales y típicamente se desarrolla en una escala de tiempo de femtosegundos más lenta inherente al movimiento nuclear.
Sin embargo, hay formas emocionantes en que la química puede beneficiarse enormemente de los desarrollos tecnológicos impulsados en el campo vibrante de la Ciencia Attosecond. Esto fue explotado en el trabajo publicado recientemente por Lorenz Drescher y sus compañeros de trabajo. Los pulsos de Attosecond se generan en el proceso deHigh Harmonic Generation HHG, en el que los fotones infrarrojos se convierten al dominio de la frecuencia ultravioleta extrema XUV en una interacción altamente no lineal de luz y materia intensa y coherente. La corta duración de los pulsos de attosegundos implica un espectro de frecuencia con energías de fotones que abarcandesde unos pocos voltios de electrones eV hasta cientos de eV. Estos espectros de frecuencia amplios y continuos son ideales para mediciones de absorción de caparazón central en moléculas.
Las transiciones de núcleo a valencia son una sonda única de estructura molecular y dinámica. Las transiciones de núcleo a valencia son específicas del elemento, debido a la naturaleza altamente localizada de los orbitales del núcleo en átomos específicos. Por otro lado, el entorno local intramolecular dese codifican sitios atómicos específicos, ya que un electrón se eleva desde un orbital central a un agujero en la capa de valencia, afectado por enlaces químicos. Es importante destacar que estas transiciones generalmente corresponden a vidas muy cortas de solo unos pocos femtosegundos. El uso de pulsos ultracortos XUVpor lo tanto, da un nuevo giro a los estudios ultrarrápidos de química: permite sondear la dinámica química, iniciada por un pulso láser de bomba UV, desde la perspectiva de diferentes átomos informadores dentro de una molécula en un experimento de absorción transitoria XUV. Esto ahora está comenzando a serexplorado por una serie de grupos de todo el mundo.
En el experimento realizado por Drescher y compañeros de trabajo en el MBI, fotodisociación de yodometano CH 3 I y yodobenceno C 6 H 5 I se estudió con espectroscopía de absorción transitoria XUV resuelta en el tiempo en el yodo pre-N 4 , 5 borde, usando pulsos de bomba UV de femtosegundo y pulsos de sonda XUV de HHG. Para ambas moléculas, se encontró que las líneas de absorción de núcleo molecular a valencia se desvanecen inmediatamente, dentro de la resolución de tiempo de la sonda de bomba. Líneas de absorción que convergen al yodo atómicoSin embargo, el producto emerge rápidamente en CH 3 I pero se retrasa en C 6 H 5 I. En CH 3 I, interpretamos esta observación como la creación de un nuevo estado objetivo instantáneo para la absorción de XUV por el pulso de la bomba UV, que luego está sujeto a la relajación de la capa de valencia excitada a medida que la molécula se disocia. Esta relajación se muestra en un cambio continuo enenergía de las líneas emergentes de absorción atómica en CH 3 I, que medimos en el experimento. En contraste, la aparición tardía de las líneas de absorción en C 6 H 5 I es indicativo de una vacante creada por UV, que dentro de la molécula está inicialmente espacialmente distante del átomo indicador de yodo y primero tiene que viajar intramolecular antes de ser observada. Este comportamiento se atribuye a la excitación dominante π → σ * UV en yodobenceno,que involucra el orbital π del resto fenilo.
Mientras que en el trabajo actual solo se usó un modelo de partículas independiente simplista para racionalizar los hallazgos experimentales observados, MBI con su departamento de teoría recientemente creado ofrece oportunidades únicas para estudios experimentales y teóricos conjuntos sobre la absorción transitoria XUV de procesos fotoquímicos. Esto implicará unnuevo enfoque teórico desarrollado recientemente por investigadores de MBI junto con colegas en Canadá, el Reino Unido y Suiza, que se presentó recientemente como una publicación.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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