Dinámica en bandas de correlación. a, Ionización de las capas de valencia interna de las moléculas, muy por debajo del orbital molecular ocupado más alto (HOMO), por un pulso de bomba XUV (izquierda) conduce a la formación de una banda de correlación (CB) compuesta por una multitud de estados multielectrónicos fuertemente acoplados por debajo del umbral de doble ionización, IPcat (derecha). El CB en los PAH se puede describir como una banda de tipo sólido con una densidad de estado lineal (DOS). La relajación subsiguiente ocurre a través de la dispersión de electrones y fonones y es probada por ionización con el pulso infrarrojo retardado. creando una señalización estable. B, Rendimiento de dicación medido en función del retardo XUV-IR para coroneno (puntos morados), junto con el ajuste exponencial (línea completa púrpura), y la correlación cruzada entre la bomba y los pulsos de la sonda (línea discontinua). C, Tiempo de relajación medido en coroneno en función de la intensidad de la sonda, para diferentes espectros XUV. Las barras de error asociadas corresponden a la desviación estándar del procedimiento de ajuste para cada medición. Crédito: Física de la naturaleza (2020). DOI:10.1038 / s41567-020-01073-3
Un equipo de investigadores del Institut Lumière Matière, Universität Heidelberg y Leiden University han descubierto a través del estudio de una clase completa de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) que tales moléculas siguen las mismas vías de relajación y tienen una vida útil dependiente del tamaño, y se comportan más como sólidos de lo que es típico para las moléculas. En su artículo publicado en la revista Física de la naturaleza , el grupo describe su trabajo, que implicó estudiar qué sucede cuando se disparan rayos X ultracortos a moléculas grandes y complejas. Laura Cattaneo, del Instituto Max Planck de Física Nuclear, ha escrito un artículo de News and Views que describe el trabajo general involucrado en tratar de comprender la fotoquímica en moléculas grandes complejas y el trabajo realizado por el equipo en este nuevo esfuerzo.
Como señala Cattaneo, Los investigadores han realizado mucho trabajo para comprender mejor lo que sucede en las reacciones químicas a nivel molecular y nuclear. con algunos avances. Pero como ella también señala, no se puede decir lo mismo del estudio de la fotoquímica involucrada en grandes, sistemas complejos. Esto se debe a que el trabajo involucrado en tal experimentación es bastante complejo. En este nuevo esfuerzo, los investigadores siguieron adelante, independientemente de la complejidad, al realizar experimentos de toda la clase con PAH cuando son alcanzados por rayos X.
Trabajos anteriores han demostrado que la radiación ionizante que golpea una molécula crea un agujero. Se ha descubierto que estos agujeros migran, pero lo hacen muy rápidamente, en el orden de los attosegundos. Cattaneo señala que esta migración implica cierto grado de correlación entre las diversas configuraciones orbitales. En este nuevo esfuerzo, los investigadores buscaron aprender más sobre estas migraciones.
Encontraron un efecto universal con respecto a las bandas de correlación, que se producen debido a la correlación de electrones:vidas largas que aumentan de manera no lineal en relación con el número de electrones de valencia. Sus observaciones mostraron que todas estas moléculas siguen las mismas vías de relajación y tienen una vida útil dependiente del tamaño, y generalmente se comportan más como sólidos de lo que generalmente se ve en las moléculas. Sugieren que sus observaciones implican una nueva ley basada en las propiedades de los electrones de tipo sólido involucradas con la dispersión de fonones.
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