En un experimento innovador que utiliza una técnica novedosa de imágenes de momento de iones negativos, investigadores del Instituto Tata de Investigación Fundamental, Mumbai India y la Universidad Abierta de Milton Kyenes, Reino Unido, han demostrado, por primera vez, que los electrones incoherentes muestran su mecánica cuántica.naturaleza, pueden inducir coherencia en los sistemas moleculares en el apego. Sus últimos resultados publicados en la Revista, Física de la naturaleza DOI: 10.1038 / nphys4289, muestra que la coherencia inducida por la captura de un solo electrón por la molécula de H2 da como resultado la expulsión del ion H? En dirección preferentemente hacia atrás con respecto al haz de electrones entrante. El otro producto de la disociaciónes el átomo de H en su estado excitado. En otras palabras, esta coherencia inducida en la molécula segrega la carga y el exceso de energía en el sistema de una manera preferida. Medidas similares en el isotopómero de H2, a saber, D2, no muestran una asimetría tan fuerteen la expulsión del ion fragmento, pero muestra la inversión de la asimetría en función de la energía del electrón entrante.
Hasta ahora, los investigadores han utilizado dicha coherencia inducida por rayos láser para controlar la disociación molecular y la han considerado como la base para el posible control de reacciones químicas utilizando fotones. Pero en ese caso, se entiende que la coherencia en la entidad molecular excitada resultante esDe la radiación láser absorbida.Al demostrar la presencia de tal coherencia resultante de la captura de un electrón incoherente, el profesor Krishnakumar y sus colaboradores han demostrado que dicha coherencia también puede provenir de la transferencia de más de un valor de cuantos de momento angular.
En la captura de un electrón de baja energía, se forma un ión molecular negativo relativamente inestable. Posteriormente, este ión negativo se desintegra al expulsar el electrón extra. Sin embargo, si el ión sobrevive contra la expulsión del electrón, se disocia. Esto se sabecomo apego disociativo. Según el profesor Krishnakumar, el apego disociativo está tradicionalmente relacionado con la transferencia de múltiples valores de cuantos de momento angular en el sistema molecular. Sin embargo, es la primera vez que se observa una respuesta coherente cuántica en una molécula.
Los electrones de baja energía son ubicuos y se sabe que desempeñan un papel importante en una variedad de fenómenos relevantes para la astroquímica donde participan en la síntesis de nuevas moléculas, en la biología de la radiación donde causan cambios químicos en las células vivas, la química del plasma, atmosféricaquímica, gestión de desechos radiactivos y nanolitografía, por nombrar solo algunos. En todos estos casos, la unión disociativa juega un papel fundamental. Los estados de iones negativos moleculares excitados inestables son el núcleo de este proceso. Sin embargo, debido a la muy corta vida útil deestas especies se sabe muy poco sobre ellas en la actualidad.
El grupo liderado por el Prof. Krishnakumar y el Dr. Prabhudesai en TIFR ha sido pionero en la investigación sobre varios aspectos de las interacciones de electrones de baja energía con moléculas en fase gaseosa y condensada, con especial énfasis en la posibilidad de controlar reacciones químicas utilizando electrones de baja energía.Los resultados apuntan a una rica dinámica inexplorada de iones negativos moleculares excitados que podrían abrir nuevas posibilidades en la inducción del control químico. También plantean un desafío a los teóricos para llegar a un modelo detallado de la química de iones negativos que se asocia con la dispersión de electrones libres de baja energía.
Estas mediciones fueron realizadas por el profesor Krishnakumar utilizando un experimento construido por él en la Open University en el Reino Unido, donde fue invitado como profesor Marie Curie para ayudar a construir un nuevo experimento de dispersión de electrones para los científicos europeos, similar aluno que había concebido y construido en TIFR. El Dr. Prabhudesai y el Prof. Krishnakumar proporcionaron la interpretación de los datos junto con el modelo.
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Materiales proporcionados por Instituto Tata de Investigación Fundamental . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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