Alimlər ionlaşmadan sonra CO₂ molekullarının dimerlərində gözlənilməz davranış aşkar ediblər.
Prof.s.-nin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq alimlər qrupu. Yerusəlim İvrit Universitetindən Daniel Ştrasser və Roi Baer molekulyar fizikada ionlaşmış karbon dioksid dimerlərində gözlənilməz simmetriya pozan dinamikaları aşkara çıxaran mühüm kəşf etdilər. Tədqiqat bu molekulyar klasterlərin həddindən artıq ultrabənövşəyi (EUV) şüalanmasına məruz qaldıqda baş verən struktur dəyişiklikləri ilə bağlı yeni anlayışlar açır.
” Fotoionlaşdırılmış karbon dioksid dimerinin simmetriyanı pozan dinamikası ” adlı tədqiqat işi indi Nature Communications -da mövcuddur .
Birgə səylər göstərdi ki, ionlaşmış CO 2 dimerləri asimmetrik struktur dəyişikliklərinə məruz qalır və CO 3 hissələrinin əmələ gəlməsinə səbəb olur . Kəşf ekstremal şəraitdə molekulyar davranışın daha dərindən başa düşülməsini təklif edərək, atmosfer və astrokimya üçün əhəmiyyətli nəticələrə malikdir.
Soyuq kosmos və atmosfer şəraiti kimi mühitlərdə karbon dioksid molekulları çox vaxt simmetrik formalı cütlər əmələ gətirir. Kvant mexanikasına görə , bu cütlərin dalğa funksiyası ionlaşmadan sonra da simmetriyanı qorumalıdır. Bununla belə, Qüds İvrit Universitetinin (İsrail), Maks Plank Nüvə Fizikası İnstitutunun (Almaniya) və DESY-dəki (Almaniya) FLASH pulsuz elektron lazer qurğusunun tədqiqatçıları simmetriyanın pozulması adlı fenomeni müşahidə ediblər.
İonlaşmış dimerlərin davranışını proqnozlaşdırmaq üçün iki yaxşı qurulmuş kvant kimyası modelindən istifadə edilmişdir. Birinci model, molekulların simmetrik formasını qoruyaraq, vahid şəkildə hərəkət edəcəyini təklif edirdi. Bunun əksinə olaraq, ikinci model ionlaşmanın simmetriyanı pozacağını, molekullardan birinin yavaş-yavaş öz oxu ətrafında fırlanacağını və təxminən 150 femtosaniyə ərzində partnyoruna yönələcəyini proqnozlaşdırdı.
FLASH pulsuz elektron lazeri tərəfindən istehsal olunan ultra sürətli EUV impulslarının istifadəsi ilə tədqiqatçılar ikinci modeli təsdiqlədilər və ionlaşmış dimerlərin həqiqətən də asimmetrik struktur yenidən qurulmasına məruz qaldıqlarını göstərdilər.
Bu simmetriyanın pozulması , soyuq kosmos mühitlərində daha mürəkkəb növlərin kimyəvi təkamülündə həlledici rol oynaya bilən CO 3 hissələrinin əmələ gəlməsinə səbəb olur .
https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722500167&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-scientists-unexpected-behavior-dimers-molecules.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjc0Il1dLDBd&dt=1722493548155&bpp=2&bdt=592&idt=189&shv=r20240729&mjsv=m202407250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722500038%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722500038%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x694%2C1005x124&nras=3&correlator=8473805545180&frm=20&pv=1&tl=az&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2272&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=911&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31085664%2C42532523%2C44795922%2C95333411%2C95334524%2C95334828%2C95337869%2C95338227%2C95339233%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&psts=AOrYGsnnkVxt9Qu0r8okrnnmRRIBDltvDJyE6PoFEKAYSTb2BevCJIPwmidECSNi4sJCgJ-l6hVifPTUiJuBZkSCwbw0oNt-mrID8z3A_me-B6biI6U1UA&pvsid=3808252659470228&tmod=917552411&uas=3&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=2&fsb=1&dtd=M
Kvant mexanikası və simmetriyanın pozulması hadisəsi
Bu araşdırmadan irəli gələn əsas sual, kvant mexanikasının qadağan etməsinə baxmayaraq, simmetriyanın pozulmasının necə baş verdiyidir. Tədqiqatçılar izah edirlər ki, Şrödingerin məşhur pişiyinə bənzər, karbon dioksid molekulları cütü iki simmetriya pozan vəziyyətin superpozisiyasında mövcuddur. Ölçmə zamanı kvant dalğası funksiyası çökənə qədər sistem simmetriyanı qoruyur, nəticədə CO 2 molekullarından biri digərinə nisbətən fırlanır.
Tədqiqatın aparıcı müəllifi professor Ştrasser tapıntıların əhəmiyyətini vurğulayaraq dedi: “Tədqiqatımız gözlənilməz molekulyar davranışı üzə çıxarmaq üçün qabaqcıl eksperimental üsulları qabaqcıl nəzəri modelləşdirmə ilə birləşdirməyin gücünü nümayiş etdirir. Bu fikirlər ionlaşmış karbon dioksidin dinamikası haqqında dimerlər karbon dioksid kimyası üçün yeni yollar aça bilər və planetar və atmosfer prosesləri haqqında anlayışımıza töhfə verə bilər.”
Nəzəri modelləşdirməyə rəhbərlik edən professor Baer, “Nəzəriyyəni eksperimental ölçmələrlə birbaşa müqayisə edərək, biz uzaq mühitlərdə baş verən və laboratoriyada eksperimental olaraq sınaqdan keçirilməsi mümkün olmayan kimyəvi reaksiyaların nəticələrini simulyasiya etmək və proqnozlaşdırmaq qabiliyyətimizi təkmilləşdiririk. “
Tədqiqatın nəticələri atmosfer kimyası, astrokimya üçün əhəmiyyətli nəticələrə malikdir və atmosferdəki karbon dioksid dövrü haqqında yeni anlayışlar təqdim edir. Asimmetrik struktur dəyişikliklərinin kəşfi, CO 3 hissəsinin formalaşması və zamanla həll olunan dinamika ekstremal şəraitdə molekulyar proseslərin daha dərindən başa düşülməsini təmin edir.
Bu tədqiqat beynəlxalq əməkdaşlıq və Almaniyanın Hamburq şəhərindəki DESY-də FLASH2 pulsuz elektron lazer də daxil olmaqla ən müasir qurğuların istifadəsi sayəsində mümkün olmuşdur . Komandanın yenilikçi yanaşması atmosfer elmindən tutmuş yeni kimyəvi sintez metodlarına qədər potensial tətbiqlərlə ekstremal şəraitdə molekulyar klasterlərin davranışı ilə bağlı əlavə araşdırmalara yol açır.
Daha çox məlumat: Ester Livshits və digərləri, Fotoionlaşmış karbon dioksid dimerinin simmetriya pozan dinamikası, Təbiət Əlaqələri (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50759-2
Jurnal məlumatı: Nature Communications
Yerusəlim İvrit Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir