Marcos Dantus, da MSU, recriou íons interestelares com lasers. Crédito:MSU
Trihidrogênio, ou H 3 + , tem sido chamada de molécula que fez o universo, onde desempenha um papel maior na astroquímica do que qualquer outra molécula. Enquanto H 3 + é astronomicamente abundante, nenhum cientista entendeu os mecanismos que o formam a partir das moléculas orgânicas.
Até agora.
Usando lasers, Cientistas da Michigan State University desvendaram o segredo e publicaram seus resultados na edição atual da Nature Relatórios Científicos . Em um laboratório subterrâneo no campus, Marcos Dantus, Distinto Professor Universitário em Química e Física, e sua equipe basicamente duplicou o mecanismo encontrado do centro da galáxia para a ionosfera da própria Terra.
Os cientistas encontraram H 3 + quando usaram um laser de campo forte para iniciar uma reação e um segundo laser de femtossegundo para sondar seu progresso. Essas interações geralmente levam a reações químicas exóticas. Nesse caso, ele revelou inesperadamente os mecanismos fantasmas de H 3 + .
"Descobrimos que um H móvel 2 molécula é responsável pela reação química, produzindo H 3 + ; a química do roaming é extremamente nova e pouco se sabe sobre ela, "Dantus disse." Este é o primeiro caso documentado de um H em roaming. 2 reação, o que é significativo porque os mecanismos de roaming são um capítulo inicial da química - um que pode fornecer explicações para reações químicas improváveis e inexplicadas. "
Uma razão para a falta de conhecimento é que o processo acontece em um tempo quase incomensurável. Toda a reação, envolvendo clivagem e formação de três ligações químicas, leva entre 100 ou 240 femtossegundos. Isso é menos tempo do que leva uma bala para percorrer a largura de um átomo, Dantus acrescentou.
Como o roaming H 2 molécula extrai o próton para evoluir para H 3 + é nada menos que surpreendente, de acordo com os cientistas. Um H neutro 2 molécula é formada a partir da ionização de uma molécula orgânica, e ele vagueia ao redor do íon restante até encontrar um próton ácido. Uma vez direcionado, ele então extrai o próton, e coleta para se transformar no íon mais abundante do universo.
"Conseguimos duplicar em nosso laboratório o que está acontecendo no cosmos enquanto falamos, "Dantus disse." Compreender este mecanismo e sua escala de tempo nos leva um passo mais perto de compreender as reações químicas que criaram os blocos de construção da vida no universo. "
Pesquisas futuras se concentrarão no efeito do tamanho e estrutura molecular na probabilidade e no tempo de reações químicas itinerantes.
Os cientistas da MSU que contribuíram para esta pesquisa colaborativa incluem:Nagitha Ekanayake, Muath Nairat, Christopher Mancuso, B. Scott Fales, James Jackson e Benjamin Levine.
Pesquisadores da Kansas State University também fizeram parte da equipe:Balram Kaderiya, Peyman Feizollah, Bethany Jochim, Travis Severt, Ben Berry, Kanaka Raju, Kevin Carnes, Shashank Pathak, Daniel Rolles, Artem Rudenko e Itzik Ben-Itzhak.
