Marcos Dantus, Distinto Professor Universitário em Química e Física, recriou íons interestelares com lasers. Crédito:MSU
Trihidrogênio, ou H 3 + , é reconhecida pelos cientistas como a molécula que fez o universo. Em edições recentes de Nature Communications e a Journal of Chemical Physics , Pesquisadores da Universidade do Estado de Michigan empregaram lasers de alta velocidade para chamar a atenção para os mecanismos que são essenciais em H 3 + criação e sua química incomum.
H 3 + é predominante no universo, a via Láctea, gigantes gasosos e a ionosfera da Terra. Também está sendo criado e estudado no laboratório de Marcos Dantus, Distinto Professor Universitário em Química e Física. Usando lasers ultrarrápidos - e tecnologia inventada por Dantus - uma equipe de cientistas está começando a entender a química desta molécula icônica.
"Observando como roaming H 2 moléculas evoluem para H 3 + é nada menos que surpreendente, "Dantus disse." Primeiro documentamos esse processo usando metanol; agora fomos capazes de expandir e duplicar esse processo em várias moléculas e identificamos uma série de novos caminhos. "
Astroquímicos veem o quadro geral, observando H 3 + e defini-lo através de uma perspectiva interestelar. Ele é criado tão rápido - em menos tempo do que leva uma bala para cruzar um átomo - que é extremamente difícil descobrir como três ligações químicas são quebradas e três novas são formadas em uma escala de tempo tão curta.
É quando os químicos que usam lasers de femtossegundo entram em ação. Em vez de estudar as estrelas usando um telescópio, A equipe de Dantus literalmente olha para a pequena imagem. Todo o procedimento é visto no nível molecular e é medido em femtossegundos - 1 milionésimo de 1 bilionésimo de segundo. O processo que a equipe visualiza leva entre 100 e 240 femtossegundos. Dantus sabe disso porque o relógio começa quando ele dispara o primeiro pulso de laser. O pulso de laser então "vê" o que está acontecendo.
A técnica de dois laser revelou a transferência de hidrogênio, bem como a química do hidrogênio, que é responsável por H 3 + formação. Mecanismos de roaming geram brevemente uma molécula neutra (H 2 ) que fica nas proximidades e extrai uma terceira molécula de hidrogênio para formar H 3 + . E acontece que isso pode acontecer de mais de uma maneira. Em um experimento envolvendo etanol, a equipe revelou seis caminhos potenciais, confirmando quatro deles.
Uma vez que os pulsos de laser são comparáveis às ondas sonoras, A equipe de Dantus descobriu uma "melodia" que realça o H 3 + formação e que desencoraja a formação. Ao converter esses pulsos "em forma" em um apito deslizante, a formação bem-sucedida acontece quando a nota começa bemol, sobe ligeiramente e termina com uma descida, mergulho mais profundo. A canção é música para os ouvidos dos químicos que podem imaginar muitas aplicações potenciais para essa descoberta.
"Essas reações químicas são os blocos de construção da vida no universo, "Dantus disse." A prevalência de moléculas de hidrogênio em movimento em reações químicas de alta energia envolvendo moléculas orgânicas e íons orgânicos é relevante não apenas para materiais irradiados com lasers, mas também materiais e tecidos irradiados com raios-x, elétrons de alta energia, pósitrons e muito mais. "
Este estudo revela que a química é relevante em termos da formação de água e moléculas orgânicas do universo. Os segredos que ele pode desvendar, de astroquímico a médico, são infinitos, ele adicionou.
