Para comprender cómo comienzan las reacciones químicas, los químicos han estado usando experimentos de cámara superlenta durante años para estudiar los primeros momentos de una reacción. En estos días, las mediciones con una resolución de unas pocas docenas de attosegundos son posibles. Un attosegundo es 1x10 ^-18 de segundo, es decir, una millonésima de millonésima de millonésima de segundo.
"En estas primeras docenas de attosegundos de una reacción, ya se puede observar cómo se desplazan los electrones dentro de las moléculas", explica Hans Jakob Wörner, profesor del Laboratorio de Química Física de la ETH de Zúrich. Más tarde, en el transcurso de unos 10.000 attosegundoso 10 femtosegundos, las reacciones químicas resultan en movimientos de átomos hasta la ruptura de enlaces químicos inclusive. "
Hace cinco años, el profesor de ETH fue uno de los primeros científicos en ser capaz de detectar movimientos de electrones en moléculas en la escala de attosegundos. Sin embargo, hasta ahora tales mediciones solo podían realizarse en moléculas en forma gaseosa porque tienen lugaren una cámara de alto vacío.
transporte retardado de electrones desde el líquido
Después de construir un equipo de medición novedoso, Wörner y sus colegas ahora han logrado detectar tales movimientos en los líquidos. Con este fin, los investigadores hicieron uso de la fotoemisión en el agua: irradiaron moléculas de agua con luz, lo que hizo que emitieran electrones que los científicosluego podría medir. "Elegimos utilizar este proceso para nuestra investigación porque es posible iniciarlo con alta precisión temporal utilizando pulsos de láser", dice Wörner.
Las nuevas mediciones también se realizaron en alto vacío. Wörner y su equipo inyectaron un microchorro de agua de 25 micrómetros de espesor en la cámara de medición. Esto les permitió descubrir que los electrones se emiten a partir de moléculas de agua en forma líquida 50-70 attosegundos más tarde.que de las moléculas de agua en forma de vapor. La diferencia de tiempo se debe al hecho de que las moléculas en forma líquida están rodeadas por otras moléculas de agua, lo que tiene un efecto de retardo medible en las moléculas individuales.
paso importante
"Los movimientos de los electrones son los eventos clave en las reacciones químicas. Por eso es tan importante medirlos en una escala de tiempo de alta resolución", dice Wörner. "El paso de las mediciones en gases a las mediciones en líquidos es de particular importancia, porquela mayoría de las reacciones químicas, especialmente las que son bioquímicamente interesantes, tienen lugar en líquidos ".
Entre ellos, hay numerosos procesos que, como la fotoemisión en el agua, también se desencadenan por la radiación de la luz. Estos incluyen la fotosíntesis en las plantas, los procesos bioquímicos en nuestra retina que nos permiten ver y el daño al ADN causado por los rayos Xu otra radiación ionizante. Con la ayuda de las mediciones de attosegundos, los científicos deberían obtener nuevos conocimientos sobre estos procesos en los próximos años.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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