Marcos Dantus de MSU ha recreado iones interestelares con láseres. Crédito:MSU
Trihidrógeno, o H 3 + , ha sido llamada la molécula que hizo el universo, donde juega un papel más importante en la astroquímica que cualquier otra molécula. Mientras que H 3 + es astronómicamente abundante, ningún científico entendió los mecanismos que lo forman a partir de moléculas orgánicas.
Hasta ahora.
Usando láseres, Los científicos de la Universidad Estatal de Michigan han descubierto el secreto y han publicado sus resultados en la edición actual de Nature. Informes científicos . En un laboratorio en el sótano del campus, Marcos Dantus, Profesor Universitario Distinguido en Química y Física, y su equipo esencialmente duplicó el mecanismo que se encuentra desde el centro de la galaxia hasta la propia ionosfera de la Tierra.
Los científicos encontraron H 3 + cuando utilizaron un láser de campo fuerte para iniciar una reacción y un segundo láser de femtosegundos para sondear su progreso. Estas interacciones a menudo conducen a reacciones químicas exóticas. En este caso, inesperadamente reveló los mecanismos fantasmas de H 3 + .
"Descubrimos que un H itinerante 2 molécula es responsable de la reacción química, produciendo H 3 + ; La química de la itinerancia es extremadamente nueva y se sabe poco sobre ella. ", Dijo Dantus." Este es el primer caso documentado de un H roaming 2 reacción, lo cual es significativo porque los mecanismos de itinerancia son un capítulo incipiente de la química, uno que puede proporcionar explicaciones para reacciones químicas poco probables e inexplicables ".
Una razón de la escasez de conocimiento es que el proceso ocurre en un tiempo casi inconmensurable. Toda la reacción que implica la escisión y la formación de tres enlaces químicos, tarda entre 100 o 240 femtosegundos. Eso es menos tiempo del que tarda una bala en recorrer el ancho de un átomo, Añadió Dantus.
¿Cómo la itinerancia H 2 molécula extrae el protón para evolucionar a H 3 + es nada menos que asombroso, según los científicos. Una H neutral 2 La molécula se forma tras la ionización de una molécula orgánica, y deambula alrededor del ion restante hasta que encuentra un protón ácido. Una vez dirigido, luego extrae el protón, y lo recolecta para transformarlo en el ion más abundante del universo.
"Pudimos duplicar en nuestro laboratorio lo que está sucediendo en el cosmos mientras hablamos, "La comprensión de este mecanismo y su escala de tiempo nos acerca un paso más hacia la comprensión de las reacciones químicas que crearon los componentes básicos de la vida en el universo", dijo Dantus.
La investigación futura se centrará en el efecto del tamaño y la estructura molecular sobre la probabilidad y el momento de las reacciones químicas itinerantes.
Los científicos de MSU que contribuyeron a esta investigación colaborativa incluyen:Nagitha Ekanayake, Muath Nairat, Christopher Mancuso, B. Scott Fales, James Jackson y Benjamin Levine.
Investigadores de la Universidad Estatal de Kansas también formaron parte del equipo:Balram Kaderiya, Peyman Feizollah, Betania Jochim, Travis Severt, Ben Berry, Kanaka Raju, Kevin Carnes, Shashank Pathak, Daniel Rolles, Artem Rudenko e Itzik Ben-Itzhak.
