Исследователи из университета штата Огайо впервые в истории науки получили изображения атомов, перемещающихся в пределах молекулы вещества. Это им удалось сделать благодаря новой технологии съемки, в которой электроны атомов внутри молекулы превращаются в своего рода лампы фотовспышки. Такая технология съемки позволит ученым глубже понять устройство молекул различных веществ, изучить и управлять процессами, происходящими во время химических реакций на уровне атомов.
Изображения были получены с помощью ультрабыстрого лазера, который «стрелял» по молекуле импульсами света, длительностью всего в 50 фемтосекунд. Фотоны лазерного света выбивали один единственный электрон, который отправлялся за пределы электронной оболочки молекулы. Спустя какое-то непродолжительное время этот электрон возвращался назад, в «лоно» молекулы, испуская новый фотон света. И этот фотон света использовался учеными в качестве «освещения» внутренней структуры молекулы.
Измеряя рассеянный свет, вырабатываемый возвращающимися в молекулу электронами, ученые смогли получить множество информации о внутренностях и устройстве исследуемой молекулы вещества. Среди этой информации была информация о положении атомов, входящих в эту молекулу. Поскольку промежуток времени между выбиванием электрона и его возвратом весьма мал, ученым удалось сделать ряд снимков, демонстрирующих перемещения атомов внутри молекулы. Создав из этих снимков последовательность, ученые получили короткий видеоролик, на котором видно движение атомов в пределах молекулы.
Во время экспериментов исследователи использовали простые молекулы кислорода O2 и азота N2. Это выбор был не случаен, ученым достаточно хорошо известно внутренне строение таких молекул. Следующим шагом исследователей будет проведение «фотосета» более сложных молекул, а полученные данные и знания позволят реализовать в будущем управление ходом химических реакций на атомарном уровне.
