Een team van onderzoekers van Institut Lumière Matière, Universität Heidelberg en de Universiteit Leiden hebben via studie van een hele klasse van polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) ontdekt dat dergelijke moleculen dezelfde relaxatieroutes volgen en een grootteafhankelijke levensduur hebben - en zich meer als vaste stoffen gedragen dan typisch is voor moleculen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica , de groep beschrijft hun werk, waarbij werd onderzocht wat er gebeurt als ultrakorte röntgenstralen worden afgevuurd op grote en complexe moleculen. Laura Cattaneo van het Max Planck Institute for Nuclear Physics heeft een News and Views-stuk geschreven waarin het algemene werk wordt geschetst dat betrokken is bij het proberen te begrijpen van fotochemie in complexe grote moleculen en het werk dat het team aan deze nieuwe inspanning heeft gedaan.

Zoals Cattaneo opmerkt, er is veel werk verzet door onderzoekers om beter te begrijpen wat er gebeurt in chemische reacties op moleculair en nucleair niveau, met enige vooruitgang. Maar zoals ze ook opmerkt, hetzelfde kan niet gezegd worden voor de studie van de fotochemie die betrokken is bij grote, ingewikkelde systemen. Dit komt omdat het werk dat bij dergelijke experimenten komt kijken behoorlijk complex is. In deze nieuwe poging de onderzoekers gingen ondanks de complexiteit vooruit door klassikale experimenten uit te voeren op PAK's terwijl ze door röntgenstralen worden getroffen.

Eerder werk heeft aangetoond dat ioniserende straling die een molecuul raakt, een gat creëert. Het is gebleken dat deze gaten migreren, maar dat doen ze heel snel, in de orde van attoseconden. Cattaneo wijst erop dat deze migratie een zekere mate van correlatie impliceert tussen de verschillende orbitale configuraties. In deze nieuwe poging de onderzoekers wilden meer weten over deze migraties.

Ze vonden een universeel effect met betrekking tot correlatiebanden, die tot stand komen als gevolg van elektronencorrelatie - lange levensduur die op een niet-lineaire manier toenam in verband met het aantal valentie-elektronen. Hun waarnemingen toonden aan dat dergelijke moleculen allemaal dezelfde relaxatieroutes volgen en een grootte-afhankelijke levensduur hebben - en ze gedragen zich over het algemeen meer als vaste stoffen dan over het algemeen wordt gezien in moleculen. Ze suggereren dat hun waarnemingen een nieuwe wet impliceren, gebaseerd op de vaste-achtige elektroneneigenschappen die betrokken zijn bij fononverstrooiing.

© 2020 Wetenschap X Netwerk