Uno de los experimentos más perdurables del "Santo Grial" en la ciencia ha sido el intento de observar directamente los movimientos atómicos durante los cambios estructurales. Esta perspectiva sustenta todo el campo de la química porque se produce un proceso químico durante un estado de transición, el punto de no retornoseparando la configuración del reactivo de la configuración del producto.
¿Cómo se ve ese estado de transición y, dada la enorme cantidad de diferentes configuraciones nucleares posibles, cómo un sistema incluso encuentra una manera de hacerlo realidad?
ahora en el diario letras de física aplicada , de AIP Publishing, los investigadores del Instituto Max Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia están informando fuentes de electrones "ultrabrillantes" con suficiente brillo para iluminar literalmente movimientos atómicos en tiempo real, en una escala de tiempo de 100 femtosegundos, haciendoestas fuentes son particularmente relevantes para la química porque se producen movimientos atómicos en esa ventana de tiempo.
Después de ver las primeras películas atómicas de transiciones de fase en películas delgadas a granel utilizando racimos de electrones de alta energía 100 kilovoltios, los investigadores se preguntaron si podrían lograr la resolución atómica de las reacciones superficiales, que ocurren dentro de las primeras monocapas de materialespara comprender mejor la catálisis de superficie.
Así que idearon un concepto de difracción de electrones de baja energía 1-2 kilovoltios con resolución temporal de usar fibra óptica para la miniaturización y la capacidad de estirar el pulso electrónico, luego aplicar la tecnología de cámara para obtener una resolución temporal de subpicosegundos - unhazaña difícil dentro del régimen de energía baja en electrones.
"Las primeras películas atómicas utilizan un enfoque estroboscópico similar a una vieja cámara de 8 milímetros, cuadro por cuadro, en la cual un pulso de excitación láser dispara la estructura, luego se usa un pulso electrónico para iluminar las posiciones atómicas", dijo co-autor Dwayne Miller. "Creíamos que una cámara rayada podía obtener una película completa de una sola vez dentro de la ventana definida por el pulso de electrones deliberadamente estirado. Resuelve el problema de los bajos números de electrones y mejora enormemente la calidad de imagen"
De las innumerables configuraciones nucleares posibles, el grupo descubrió que el sistema colapsa a unos pocos modos clave que dirigen la química y que se puede inferir una reducción en la dimensionalidad que ocurre en el estado de transición o en la región de cruce de barrera ". Lo vemosdirectamente con las primeras películas atómicas de cierre de anillo, transferencia de electrones y ruptura de enlaces ", dijo Miller.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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