Атомы, даже находясь в состоянии минимальной энергии, постоянно колеблются из-за квантовых эффектов. Исследователи из Германии смогли непосредственно наблюдать это движение в сложной молекуле – 2-йодопиридине – за несколько мгновений до ее разрушения под воздействием мощного рентгеновского луча.
Для исследования использовались высокоинтенсивные ультракороткие рентгеновские импульсы, которые разрывали связи в молекуле, превращая ее в высокозаряженную систему, которая немедленно распадалась. Команда ученых смогла визуализировать движение молекулы в момент распада и проанализировать траектории фрагментов.
Для достижения этой цели исследователи применили микроскоп COLTRIMS, способный отслеживать заряженные частицы на фемтосекундном уровне. Устройство позволяет одновременно регистрировать несколько фрагментов, создавая полную трехмерную карту молекулярной структуры непосредственно перед разрушением.
Интересно, что фрагменты распадались не в соответствии с ожидаемой плоской геометрией молекулы, а демонстрировали признаки легкого искривления. Это указывает на наличие движения, застывшего во времени.
Ученые отметили, что они исследуют квантовое нулевое движение, которое всегда присутствует, даже при абсолютном нуле температуры. Тиль Янке, старший научный сотрудник Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах, подчеркнул, что это движение представляет собой наименьшее возможное движение, которое может иметь система. Арно Рузе из Института Макса Борна заявил, что это достижение является значительным прорывом в области молекулярной визуализации, поскольку теперь ученые могут наблюдать квантовое движение в сложных молекулах в режиме реального времени.
Источник: Хайтек+
