Ученые впервые синтезировали молекулы при помощи луча лазерного света - «Наука и технологии»

Уже достаточно долгое время ученые-химики и физики пытаются найти способы управления ходом химических реакций при помощи лучей когерентного света, источниками которого являются лазеры. До последнего времени ученым удалось добиться некоторых успехов в технологиях лазерной "вырезки" отдельных атомов из молекул, управления некоторыми электронными связями в молекулах и некоторых других областях. Однако, за все это время не было найдено ни одного подходящего способа, пригодного для создания молекул при помощи лазерного света. И недавно, группа ученых из Еврейского института (Hebrew University), Технологического института Технион (Technion Israel Institute of Technology), Израиль, и университета Касселя (Universitat Kassel), Германия, преуспела в экспериментах по созданию молекул лазерным светом, но, к сожалению, пока лишь молекулы только одного определенного типа.

Для создания молекул ученые "стреляли" очень короткими импульсами лазерного света по небольшой группе атомов магния. Было обнаружено, что при некоторых параметрах импульса, интенсивности и длительности, лазерного света атомы магния объединялись в молекулы так называемого димера магния (magnesium dimmer, Mg2). Более того, увеличение количества синтезируемых молекул было достигнуто изменением формы импульса лазерного света.

Понимая тот факт, что и простой импульс лазерного света высокой интенсивности мог послужить толчком к формированию молекул, ученые произвели расчеты математических моделей, которые четко продемонстрировали то, что синтезированные молекулы получаются не в ходе случайных процессов, инициированных энергией луча лазерного света. Количество синтезируемых молекул достаточно хорошо коррелировало со значениями параметров импульса лазерного света, что было еще раз подтверждено в ходе дополнительных экспериментов.
Результаты этих экспериментов имели ощутимый разброс из-за присутствия в процессе синтеза некоего случайного фактора. Этим фактором, который препятствовал абсолютно всем атомам магния объединиться в молекулы, является то, что в момент "удара" импульса лазера ориентация вращения электронов верхнего слоя двух атомов должна совпадать для того, чтобы атомы могли объединиться в одно целое. И такое условие, как можно догадаться, соблюдалось далеко не всегда.

Тем не менее, результаты этих экспериментов служат доказательством тому, что использование лазерного луча для последовательного создания электронных связей между атомами является доступной и реализуемой технологией. Если это направление будет развиваться и дальше, то совершенно новые типы фотохимических процессов смогут стать основой новых технологических процессов, позволяющих получать некоторые химические вещества гораздо проще, быстрее и дешевле, нежели при помощи традиционных технологий химического синтеза.