Сверхбыстрая лазерная спектроскопия позволила исследователям обнаружить, что квантовые колебания создают пути передачи.
Химики из Принстонского университета представили новые данные о том, что квантовые колебания влияют на передачу электронов. опубликованная в издании Nature ChemistryЭта находка может стать важным шагом в изучении преобразования солнечного света.
Ученые при помощи сверхбыстрой лазерной спектроскопии обнаружили, что квантовые колебания создают пути для перемещения частиц. Задача эксперимента заключалась в выделении из множества колебательных когерентностей тех, которые связаны с переносом электронов. Короткие лазерные импульсы позволили заблокировать все светопоглощающие объекты, благодаря чему исследователи смогли изучать процесс переноса без помех.
Химики определили, что реакция передачи длится около 30 фемтосекунд, что противоречит теории Маркуса о переходе электрона в полярном растворителе с помощью квазиклассических приближений. «Мы нашли необычный ряд квантово-механических событий, происходящих во время передачи электрона в очень короткие промежутки времени», — заявил ведущий автор статьи Шахнаваз Рафик.
Потеря фазовой когерентности у высокочастотных колебаний с последующим импульсным появлением вдоль вибраций высокой частоты – вот то, что описывает Рафик. Авторы обнаружили дополнительный волновой пакет у продукта реакции переноса электрона, которого нет у исходных веществ. Из этого выводят, что порядок структурных изменений молекул во время реакции определяется частотами колебательных мод.
Соавтор исследования Бо Фу отмечает: «Считается, что волновой пакет можно сгенерировать только при помощи фотонного импульса. В данном случае мы наблюдали волновой пакет, который, по-видимому, не генерируется таким импульсом. Моделирование квантовой динамики позволило нам установить, что этот волновой пакет создала реакция переноса электрона.»
Химики уподобляют генерацию волновых пакетов при переходе электрона растяжению вибрирующей пружины, которая принимает более стабильное положение и колеблется с большей амплитудой относительно нового среднего положения. Синхронизированные колебания молекулярной структуры обеспечивают механизм ингибирования когерентного повторения передачи частицы.
Ранее говорилось об экспериментах на Большом адронном коллайдере. выявили отклонение от Стандартной модели и о способе сделатьКвантовые состояния сохраняются в течение десяти тысяч раз дольше обычных состояний.