A cafeína mantém os físicos acordados à noite. Particularmente aqueles preocupados com a capacidade dos elétrons de absorver energia. Em um novo estudo publicado em EPJ B , uma equipe franco-japonesa de físicos usou a molécula de cafeína como um playground para testar o efeito da radiação ionizante em seus elétrons à medida que se aproximam de estados de excitação. Seu modelo leva em conta o fenômeno de ionização em elétrons, que estão em um site específico, órbita localizada na molécula de cafeína. A excitação de elétrons deixa a porta aberta para a progressão de carga positiva ao longo de um backbone molecular. Thomas Niehaus, da Universidade Claude Bernard Lyon 1, França, e colegas desenvolveram agora um método para quantificar essa migração de carga positiva em linha com o impulso do laser ultracurto. O movimento de carga observado acontece em rearranjos de carga em uma escala de tempo de attossegundo impulsionados pelo movimento nuclear.
Neste estudo, os autores contam com a teoria funcional da densidade dependente do tempo, que é normalmente usado como uma ferramenta de caracterização baseada em computador para determinar a largura do comprimento de onda em que uma molécula absorve radiação. Ele também é usado para investigar a transferência de carga elétrica em materiais fotovoltaicos e de conversão de energia. Por último, ele pode ser usado para a observação em tempo real da dinâmica do portador elétrico em sólidos.
Desde o advento das fontes de laser ultracurtas - que operam na faixa de attossegundos - essa teoria pode agora ser posta à prova experimentalmente. Isso ocorre porque a escala de tempo em que ocorre a absorção de energia pelos elétrons agora persiste por tempo suficiente para ser observada em experimentos. As reações químicas que ocorrem em locais específicos na molécula de cafeína são difíceis de realizar com pulsos de laser mais longos porque o calor destrói rapidamente todas as informações específicas do local impressas pelo pulso de laser.
Os autores descobriram que a dinâmica observada para cargas positivas ao longo da espinha dorsal da molécula de cafeína depende do tempo do pulso do laser. O que é mais, a dinâmica da migração das cargas positivas é governada pelo fato de elas estarem inter-relacionadas e pela complexa interação entre vários canais de ionização.
