आणविक पिरौट

वैज्ञानिक पराबैंगनी संरेखण में अणुओं को देखते हैं

फोटो एक निर्वात कक्ष के अंदर दिखाता है जिसमें एक उच्च-तीव्रता वाले लेजर बीम (नीला) एक बहुत छोटे स्थान (पतले 1/100 मिमी) में पतले तांबे के बैंड पर एक अभिसरण लेंस के साथ केंद्रित है। लेजर चमक का मजबूत विद्युत क्षेत्र तांबे की सतह से इलेक्ट्रॉनों को खींचता है और उन्हें प्रकाश की गति के एक तिहाई तक बढ़ा देता है। ये तेज़ इलेक्ट्रॉन तब तांबे के बैंड में एक पारंपरिक एक्स-रे ट्यूब के समान सिद्धांत के अनुसार उच्च-ऊर्जा एक्स-रे उत्पन्न करते हैं। © एमबीआई
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एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान एक अणु के भीतर विद्युत आवेश का एक अल्ट्राफास्ट जुदाई दस हजार पड़ोसी अणुओं को पुनर्जीवित करने और खुद को आणविक पाइरेट में संरेखित करने का कारण बनता है। यह प्रकाश-प्रेरित घटना अब पहली बार शोधकर्ताओं द्वारा सीधे देखी गई है।

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मैक्स बॉर्न इंस्टीट्यूट फॉर नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स एंड बर्लिन में शॉर्ट पल्स स्पेक्ट्रोस्कोपी और म्यूनिख में लुडविग मैक्सिमिलियंस यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स के मौजूदा अंक में इसके बारे में रिपोर्ट की है।

अपने अध्ययन के लिए, उन्होंने व्यक्तिगत अणुओं में सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत आवेशों का पृथक्करण बनाने के लिए प्रकाश की अत्यंत कम मात्रा का उपयोग किया, जिसके बाद पर्यावरण के अणु उनके स्थानिक अभिविन्यास में परिवर्तन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। पहली बार, शोधकर्ताओं ने उच्च परिशुद्धता और वास्तविक समय के साथ फेमटोसेकंड एक्स-रे दालों को अलग करके इस मौलिक प्रक्रिया पर कब्जा कर लिया।

प्रकृति में, रासायनिक और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं आसपास के माध्यम से दृढ़ता से प्रभावित होती हैं, उदाहरण के लिए एक जलीय, मैक्रोमोलेक्यूलर या क्रिस्टलीय वातावरण। हालांकि, प्रतिक्रिया के दौरान, पर्यावरण की संरचना बदल जाती है, जो बदले में प्रतिक्रिया की दर और प्रतिक्रिया उत्पादों की स्थिरता को प्रभावित करती है। इस तरह की प्रक्रियाएं अक्सर एक पिकोसॉन्ड के नीचे की समय सीमा में होती हैं, अर्थात, वे एक सेकंड के मिलियनवें भाग से कम होती हैं। प्रदर्शन

आणविक संरचनाओं का स्नैपशॉट

अल्ट्रा-शॉर्ट एक्स-रे दालों "स्नैपशॉट" की एक श्रृंखला के रूप में प्रक्रिया के दौरान पर्यावरण के आणविक संरचनाओं में परिवर्तन का नक्शा बनाते हैं। इससे अणुओं की दूरी और अभिविन्यास को सीधे निर्धारित किया जा सकता है। इस तरह के एक्स-रे चमक पैदा करने के लिए, बर्लिन और म्यूनिख के वैज्ञानिक अल्ट्रशॉर्ट पल्स लेजर का उपयोग करते हैं। उन्होंने आणविक आवेशों के प्रकाश-प्रेरित पृथक्करण की जांच की, जो एक प्रक्रिया है, उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण में।

आणविक दूरियों और अभिविन्यासों में समान रूप से परिवर्तन करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक क्रिस्टल का उपयोग एक मॉडल प्रणाली के रूप में किया, जिसमें 4- (डायसोप्रोपिलैमिनो) बेन्ज़ोनाइट्राइल (DIABN) अणुओं को नियमित रूप से व्यवस्थित किया जाता है। आणविक वातावरण में परमाणु व्यास के अंशों की सटीकता के साथ संरचनात्मक परिवर्तनों का निर्धारण करने के दौरान, वे पृथक्करण के दौरान और बाद में सफल हुए।

देरी के बिना घूर्णी आंदोलनों

उदाहरण के लिए, उन्होंने पाया कि उत्साहित अणु में चार्ज पृथक्करण विद्युत बलों का उत्पादन करता है जिससे आसपास के अणुओं को दूरी के आधार पर दस डिग्री के कोण तक घुमाया जा सकता है। विद्युत संपर्क की बड़ी रेंज के कारण, लगभग दस हजार परिवेशी अणु प्रत्येक उत्साहित अणु के लिए इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं। घूर्णी गति चार्ज पृथक्करण के लिए औसत दर्जे की देरी के बिना होती है, जो कुछ पिकोसेकंड की सीमा में होती है, और अणुओं की दूरी को अपरिवर्तित छोड़ देती है।

उच्चतम स्थानिक और लौकिक संकल्प के एक अभूतपूर्व संयोजन के साथ हासिल किए गए ये परिणाम बताते हैं कि प्रकृति में, विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से स्थानीय रासायनिक प्रतिक्रियाएं सीधे विस्तारित वातावरण में संरचनात्मक परिवर्तनों से जुड़ी होती हैं। उन्होंने क्रिस्टलीकृत जैविक मैक्रोमोलेक्यूल तक और अधिक जटिल प्रणालियों की जांच का मार्ग प्रशस्त किया। लेजर संचालित एक्स-रे स्रोतों के अलावा, फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर से अल्ट्राशॉर्ट एक्स-रे दालों का उपयोग भविष्य में भी ऐसे परीक्षाओं के लिए किया जाएगा, उदाहरण के लिए एक्सएफईएल, जो हैम्बर्ग में निर्माणाधीन है।

(आईडीडब्ल्यू ch फोर्सचुंगसवर्बंड बर्लिन, 13.06.2007 - डीएलओ)