Европейские физики впервые наблюдали квантовые колебания молекулы

Ученые сняли атомное кино.

В Европейском XFEL в Гамбурге развернулась сцена, словно из научно-фантастического фильма: молекула 2-иодопиридина распалась на составные части. Звука не было, процесс занял триллионные доли секунды. Ученые специально вызвали этот «микровзрыв», чтобы впервые увидеть движение атомов на квантовом уровне.

Ученые использовали короткие и интенсивные рентгеновские импульсы, чтобы выбить электроны из молекулы. Лишившись их, она приобрела положительный заряд, и атомы начали отталкиваться, разлетаясь в разные стороны. Детекторы зафиксировали этот хаотичный, на первый взгляд, разлет осколков за фемтосекунды – время, близкое к мгновению.

Анализ данных показал, что атомы не двигались хаотично. Их колебания были синхронизированы, образуя сложные закономерности, не соответствующие классической физике. Это было первое прямое наблюдение скоординированной «хореографии» в квантовом мире.

Участники проекта считают, что это только начало. В будущем они планируют создавать фильмы, показывающие не только движения атомов, но и еще более быстрые перемещения электронов. Эти кадры могут изменить учебники физики и наше понимание материи.