"Cuanto más pequeña es la partícula, más grande es el martillo". Esta regla de la física de partículas, que se ve dentro del núcleo atómico usando aceleradores gigantescos, también se aplica a esta investigación. Con el fin de "radiografiar" un átomo de dos átomosmolécula como el oxígeno, se requiere un pulso de rayos X extremadamente corto y extremadamente potente, proporcionado por el XFEL europeo que comenzó a operar en 2017 y es una de las fuentes de rayos X más potentes del mundo
Para exponer moléculas individuales, también se necesita una nueva técnica de rayos X: con la ayuda del pulso láser extremadamente potente, la molécula es rápidamente despojada de dos electrones firmemente unidos. Esto lleva a la creación de dos iones cargados positivamente quevuelan lejos uno del otro abruptamente debido a la repulsión eléctrica. Simultáneamente, el hecho de que los electrones también se comportan como ondas se usa como una ventaja."La onda molecular dispersa la onda de electrones durante la explosión, y registramos el patrón de difracción resultante. Por lo tanto, pudimos esencialmente radiografiar la molécula desde adentro y observarla en varios pasos durante su ruptura".
Para esta técnica, conocida como "imagen de difracción de electrones", los físicos del Instituto de Física Nuclear pasaron varios años desarrollando la técnica COLTRIMS, que fue concebida allí y a menudo se la conoce como "microscopio de reacción".bajo la supervisión del Dr. Markus Schöffler, un aparato correspondiente fue modificado de antemano para los requisitos del XFEL europeo y diseñado y realizado en el curso de una tesis doctoral por Gregor Kastirke. Ninguna tarea simple, como observa Till Jahnke: "Si tuviera quediseñar una nave espacial para volar con seguridad a la luna y de regreso, definitivamente querría a Gregor en mi equipo. Estoy muy impresionado por lo que logró aquí ".
El resultado, que se publicó en el número actual de la revista Revisión física X , proporciona la primera evidencia de que este método experimental funciona. En el futuro, las reacciones fotoquímicas de moléculas individuales se pueden estudiar utilizando estas imágenes con su alta resolución temporal. Por ejemplo, debería ser posible observar la reacción de un tamaño medianomolécula a los rayos UV en tiempo real. Además, estos son los primeros resultados de medición publicados desde el inicio de las operaciones de la estación experimental de Small Quantum Systems SQS en el XFEL europeo a finales de 2018.
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Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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