Fanger hurtige ændringer i ophidsede molekyler

Det er svært at se visse molekyler reagere. Reaktionen er bare så hurtig. Indtil nu. Et team af forskere udtænkte en måde at afsløre tids- og energiløste oplysninger om "mørke" tilstande af molekyler- dem der normalt er utilgængelige. Deres tilgang? De styrer udviklingen af ​​et meget elektronisk ophidset molekyle ved ikke -lineære optiske metoder i det ekstreme ultraviolette spektrum.

Dette arbejde handler om banebrydende tilgange. Det giver forskere mulighed for at udvide kraftfulde ikke-lineære optiske spektroskopier til det ekstreme ultraviolette og røntgenregime, samt til ultrakorte (mindre end femtosekunder) tidsskalaer. En sådan udvidelse lader forskere observere og kontrollere molekylær og atomisk dynamik på de hidtil hurtigste tidsskalaer.

Forskere anvender ofte ikke -lineære spektroskopier i det optiske, infrarød, og radiofrekvensregimer til at undersøge ultrahurtig molekylær dynamik og styre udviklingen i ophidset tilstand. Imidlertid, ikke-lineære spektroskoper er blevet underudnyttet ved ekstreme ultraviolette og røntgenfotonenergier til dels på grund af de lave fotonstrømme af lyskilder, der kan producere kortvarige pulser i disse regimer. Udvidelsen af ​​ikke -lineære bølgemixteknikker til det ekstreme ultraviolette regime lover at tillade undersøgelse af elektronisk dynamik med hidtil uset tidsopløsning og selektivitet.

Forskere demonstrerede, at omhyggelig manipulation af pulssekvens og geometri kan generere bølgeblandingssignaler i det ekstreme ultraviolette område, der koder for oplysninger om den energiske struktur af en dårligt karakteriseret dobbeltbrønd mørk tilstand i nitrogengas. Implementering af en multidimensionel ekstrem ultraviolet spektroskopi for at kontrollere ophidset tilstandsudvikling og udføre meget selektive målinger i molekylære systemer fremhæver potentialet ved sådanne bølgeblandingsteknikker til at belyse strukturen og dynamikken i komplekse molekylære systemer, der er vanskelige at studere med standard lineære absorptionsteknikker. Yderligere, teamets teknik kan føre til tilgange til at kontrollere resultatet af kemiske processer og forbedre reaktioner med lavt udbytte.