При обертанні молекули відбувається зміна її магнітних властивостей, яке можна відобразити за допомогою сучасних методів дослідження. Однак досі не вдавалося отримати достатній дозвіл для зйомки обертання атомів в молекулі. До того ж один такий оборот триває близько декількох пікосекунд – трильйонних доль секунди.
У новій науковій роботі вчені направляли лазерні імпульси прямо на молекулу карбонілсульфіду, що складається з трьох атомів – кисню, вуглецю і сірки. Два пучки випромінювання змушували молекулу обертатися в унісон з частотою коливання лазера. Третій імпульс був діагностичним: він визначав положення молекули і її ступінь обертання.
Але, на жаль, кожен діагностичний імпульс руйнував молекулу повністю, тому для отримання нового знімка потрібно було проводити експеримент заново. Всього вчені зробили 651 знімок, який охоплює півтора періоду обертання молекули. Послідовно зібрані зображення дали змогу змонтувати фільм довжиною в 125 пікосекунд.
Відео, яке демонструє 1,5 обороту молекули карбонілсульфід / © YouTube, Eos Wetenschap
За словами вчених, процеси, які вони спостерігали, підпадають під дію законів квантової механіки. На цьому масштабі дуже маленькі об'єкти, такі як атоми і молекули, поводяться інакше, ніж речі в макросвіті. Положення та імпульс молекули не можуть бути визначені одночасно з високою точністю. Ви можете розрахувати тільки ймовірність знаходження молекули в даному місці, і в конкретний проміжок часу. Ці ймовірності і вдалося показати вченим на відео.
Вчені вважають, що їх метод може бути використаний і для інших молекул і процесів: наприклад, для вивчення внутрішнього скручування молекул або «дзеркальних» з'єднань, які використовуються в біохімії і хімічній технології.
Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур’єра»