Se ha conseguido la primera imagen a tiempo real de dos átomos vibrando en una molécula, utilizando una cámara ultrarrápida. El estudio ha sido realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Ohio (EE. UU) y publicado en la revista Nature.

La llave del experimento ha sido el uso de la energía de un electrón de la propia molécula que actuó como un "destello de luz" para iluminar el movimiento molecular. El experimiento consistió en expulsar el electrón fuera de su órbita natural en la molécula, usando pulsos láser ultrarrápidos. Cuando el electrón retrocedió hacia la molécula, se produjo el destello.

Louis DiMauro, Universidad de Ohio, explicó que "a través de estos experimentos, nos dimos cuenta de que podíamos controlar la trayectoria cuántica del electrón cuando éste regresa a la molécula, ajustando el láser que lo expulsa". Este nuevo paso supone no sólo la observación de las reacciones químicas si no el control de las mismas a escala atómica, "si somos capaces de dirigir el electrón de forma adecuada", añade DiMauro.

Este nuevo enfoque de expulsión del electrón se ha basado  en los estudios teóricos de otros investigadores de la Kansas State University, coautores del artículo.

Se escogieron moléculas sencillas como el nitrógeno y oxígeno, gases atmosféricos comunes, y con una estructura conocida por el equipo. Para estudiar el movimiento de las moléculas, escogieron la técnica conocida como LIED (usada en la ciencia de superficie de materiales sólidos), "bombardeándolas" con pulsos de luz láser de 50 femtosegundos.  La clave, explica Blaga, es que, "durante el breve lapso de tiempo entre el momento en que el electrón sale de la molécula, y regresa, los átomos de la molécula se han movido; y el método Lied puede capturar este movimiento."

Según Blaga, "en última instancia, queremos entender cómo se producen las reacciones químicas y, a largo plazo, aplicar este conocimiento a la ciencia de los materiales e, incluso, a la fabricación de productos químicos".

Referencia bibliográfica:

Cosmin I. Blaga, et al., Imaging ultrafast molecular dynamics with laser-induced electron diffraction, Nature, Vol. 483, Pág. 194-197, doi: 10.1038/nature10820

Fuente: Ohio State University. Research News