Лазерный мир

Триводород (химическая формула H3 +) рассматривается научным миром молекулой, участвующей в рождении Вселенной. Недавними своими публикациями, издания «Nature Communications» и «Journal of Chemical Physics» рассматривают результаты исследований специалистов Мичиганского государственного университета. Учёными использовались высокоскоростные лазерные приборы с целью пролить свет на механизмы, являющиеся ключевыми для необычной химии H3 +.

Что показали исследования триводорода H3 +?

Триводород (H3 +) широко распространён во Вселенной. Это неотъемлемый компонент Млечного Пути, газовых планет-гигантов, а также ионосферы Земли. Сейчас вещество создается и анализируется учёными в стенах лаборатории с применением сверхбыстрых лазеров и технологий, способных обеспечить понимание химии этой культовой молекулы.

По словам учёных, удивительным процессом выглядит преобразование роуминговых молекул Н2 в Н3 +. Изначально учёные активировали процесс с использованием метанола. Теперь удалось расширить и продублировать этот же процесс для целого ряда молекул с последующим определением новых путей.

Астрохимики наметили общую картину, анализируя поведение Н3 + и определяя тем самым межзвёздную перспективу. Вещество образуется моментально (намного быстрее скорости полёта пули) в моменты пересечения атома. При такой скорости чрезвычайно трудно понять, как три химические связи разрушаются, а три новых образуются за столь короткий промежуток времени. Остаётся единственный вариант — использование фемтосекундных лазеров. Вместо того, чтобы изучать звёзды при помощи телескопа, учёные, в буквальном смысле, изучают небольшую картинку. Вся процедура рассматривается на молекулярном уровнею Измерения выполняются в фемтосекундах — 1 миллионная часть из одной миллиардной доли секунды.

Химия водородного роуминга

Метод с двумя лазерами позволил выявить перенос водорода, а также химию водородного роуминга, которая ответственна за образование H3 +. Механизмы роуминга кратковременно генерируют нейтральную молекулу (Н2), которая находится поблизости и извлекает третью молекулу водорода с образованием Н3 +.

Как оказалось, процесс допускает более чем один способ. Только на эксперименте с этанолом, специалисты раскрыли шесть потенциальных путей, с чётким подтверждением четырёх.Эти химические реакции являются строительными блоками жизни Вселенной.

Распространённость перемещающихся молекул водорода в высокоэнергетических химических реакциях с участием органических молекул и органических ионов важна не только для материалов, облучаемых лазерами. Материалы и ткани, облучаемые рентгеновскими лучами, электронами высокой энергии, позитронами и другими частицами, также связаны с Н3 +.

Источник: https://zetsila.ru/