Команда под руководством физиков Политехнического университета Милана создала установку, которая отслеживает изменения в молекуле за 3,2 ± 0,2 фемтосекунды. В статье, опубликованной 19 августа 2026 года в журнале Nature Communications, исследователи показали, как с её помощью разделить ранние этапы реакции газообразного ацетилацетона после поглощения ультрафиолетового света.

Как установка отслеживает реакцию

Ультрафиолетовый импульс возбуждает молекулу, а затем аттосекундный импульс рентгеновского диапазона (XUV) зондирует её состояние. Исследователи меняют промежуток между импульсами и измеряют выбитые из молекулы электроны. По их энергии восстанавливают, как меняются электронное состояние и движение атомных ядер.

В опыте с ацетилацетоном команда различила три динамических компонента и два последовательных прохождения через коническое пересечение между состояниями S₂ и S₁. Это область, где электронные состояния сближаются и молекула может перейти из одного в другое. Первое прохождение происходит примерно через 9 фемтосекунд после возбуждения, но не завершает переход: согласно интерпретации авторов, большинство траекторий сохраняют характер исходного состояния. Молекула возвращается к области пересечения, и примерно за 15 фемтосекунд переход завершается.

Разницу можно представить на условной съёмке бегуна: редкие кадры сольют разворот и следующий шаг в одно движение, а частые позволят увидеть их по отдельности. Здесь «кадры» получают, измеряя молекулы при разных задержках между импульсами. Это лишь аналогия принципа измерения, а не описание отдельного опыта.

В предыдущем эксперименте с временным разрешением около 20 фемтосекунд исследователи различили два компонента реакции. Новая установка разделила три. Её ультрафиолетовый импульс можно настраивать по длине волны, чтобы выбирать энергию возбуждения. Пока метод проверили на газообразном ацетилацетоне; исследование не демонстрировало управления химическим превращением. Возможность влиять на дальнейший ход реакции авторы рассматривают как перспективу.

Работа опубликована в Nature Communications. Тем, кто готовит собственную научную статью, может пригодиться услуга по её подготовке.

Схема показывает, как ультрафиолетовый импульс возбуждает молекулу, а XUV-импульс при разных задержках позволяет проследить её состояние по выбитым электронам.

Фото: Opt Lasers from Poland / Pexels