É difícil ver certas moléculas reagirem. A reação é tão rápida. Até agora. Uma equipe de cientistas inventou uma maneira de revelar informações resolvidas no tempo e na energia sobre os estados "escuros" das moléculas - aqueles que normalmente são inacessíveis. Sua abordagem? Eles controlam a evolução de uma molécula altamente excitada eletronicamente por métodos ópticos não lineares no espectro ultravioleta extremo.

Este trabalho trata de abordagens de ponta. Ele permite que os pesquisadores estendam as poderosas espectroscopias ópticas não lineares ao ultravioleta extremo e regime de raios-X, bem como escalas de tempo ultracurtas (menos de um femtossegundo). Essa extensão permite que os cientistas observem e controlem a dinâmica molecular e atômica nas escalas de tempo mais rápidas até hoje.

Os cientistas costumam empregar espectroscopias não lineares na óptica, infravermelho, e regimes de radiofrequência para sondar a dinâmica molecular ultrarrápida e controlar a evolução do estado excitado. Contudo, espectroscópios não lineares têm sido subutilizados em energias ultravioleta e de raios-X extremas, devido em parte aos baixos fluxos de fótons de fontes de luz que podem produzir pulsos de curta duração nesses regimes. A extensão das técnicas de mistura de ondas não lineares ao regime ultravioleta extremo promete permitir o estudo da dinâmica eletrônica com resolução de tempo e seletividade sem precedentes.

Os pesquisadores demonstraram que a manipulação cuidadosa da sequência de pulso e geometria pode gerar sinais de mistura de ondas na faixa ultravioleta extrema que codificam informações sobre a estrutura energética de um estado escuro de poço duplo mal caracterizado no gás nitrogênio. Implementar uma espectroscopia ultravioleta extrema multidimensional para controlar a evolução do estado excitado e realizar medições altamente seletivas em sistemas moleculares destaca o potencial de tais técnicas de mistura de ondas para elucidar a estrutura e dinâmica de sistemas moleculares complexos que são difíceis de estudar com técnicas de absorção linear padrão. Avançar, a técnica da equipe pode levar a abordagens para controlar o resultado dos processos químicos e aumentar as reações de baixo rendimento.