Лазерными импульсами, тщательно подобранными по частоте, исследователи зафиксировали стремительное вращение молекулы карбонилсульфида.
Вращение молекул приводит к изменению их магнитных свойств, которое можно регистрировать современными методами исследования. Однако получить достаточное разрешение для фиксации вращения атомов в молекуле пока не удалось. Кроме того, один оборот занимает несколько пикосекунд — триллионных долей секунды.
В новой научной работеУченые направляли лазерные импульсы на молекулу карбонилсульфида, состоящую из трех атомов — кислорода, углерода и серы. Два луча заставляли молекулу вращаться в унисон с частотой колебания лазера. Третий импульс использовался для определения положения молекулы и ее степени вращения.
Каждый диагностический импульс полностью разрушал молекулу, поэтому для нового снимка требовался повтор эксперимента. Учёные сделали 651 снимок, охватывающий полтора периода вращения. Последовательные изображения позволили создать фильм длиной в 125 пикосекунд.
По словам исследователей, наблюдаемые процессы подчиняются законам квантовой механики. На таком масштабе маленькие объекты, например атомы и молекулы, ведут себя иначе, чем в макромире. Положение и импульс молекулы не могут быть определены одновременно с высокой точностью. Можно рассчитать лишь вероятность нахождения молекулы в данном месте в конкретный момент времени. Эту вероятность удалось запечатлеть исследователям на видео.
Ученые полагают, что данный метод применим к другим молекулам и процессам: например, к исследованию внутренней структуры молекул или «зеркальных» соединений, применяемых в биохимии и химической технологии.