Laserski pulz (zeleni žarek) zadene meglico jodovega plina (na desni). To je sprožilo vibracije jodovih molekul, ki jih sestavljata dva jodova atoma, povezana s kemično vezjo (na vrhu levo). Molekule so nato ožarčili z žarkom elektronov (modri žarek), kar je ustvarilo difrakcijski vzorec na zaslonu v ozadju, iz česar je mogoče natančno določiti atomska jedra. Foto: SLAC
Laserski pulz (zeleni žarek) zadene meglico jodovega plina (na desni). To je sprožilo vibracije jodovih molekul, ki jih sestavljata dva jodova atoma, povezana s kemično vezjo (na vrhu levo). Molekule so nato ožarčili z žarkom elektronov (modri žarek), kar je ustvarilo difrakcijski vzorec na zaslonu v ozadju, iz česar je mogoče natančno določiti atomska jedra. Foto: SLAC

Posnetke, piše spletni portal ScienceDaily, so znanstveniki ameriškega nacionalnega laboratorija za pospeševanje SLAC naredili z metodo, imenovano ultrahitra elektronska difrakcija (UED). Žarek elektronov so, po tem, ko so jodove molekule ožarčili z laserjem, uporabili v več trenutkih in nato te posnetke združili v neke vrste film. Posnetki kažejo, kako molekule vibrirajo, vez med jedroma jodovih atomov pa se raztegne za več kot 50 odstotkov.

Vse to pa se je dogajalo pri izredno visokih frekvencah vibriranja – en vibracijski cikel je namreč trajal zgolj 400 femtosekund (1 femtosekunda = 10^-15 s oz. milijoninka milijardinke sekunde). "Premaknili smo hitrostne meje metode, tako da lahko zdaj vidimo gibanje jeder v plinih v realnem času. Ta preboj pa odpira nove možnosti za preučevanje dinamičnih procesov v biologiji, kemiji in znanostih o materialih," je pojasnil eden izmed glavnih avtorjev raziskave Šidžje Vang.

Znanstveniki so sicer že dalj časa vedeli, da so kemične vezi med atomi prožne, kar molekulam omogoča, da spremenijo obliko glede na različne funkcije, v katerih so nato uporabljene. Vendar so bile do zdaj metode njihovega opazovanja zgolj posredne. Čeprav je na voljo več metod za opazovanje jeder, je UED najnatančnejša. Z visokoenergijskim žarkom elektronov namreč interagira z atomskimi jedri in elektroni v molekulah in tako lahko proizvede visokoločljivostne slike jedrne geometrije.