Dinâmica em bandas de correlação. uma, Ionização das camadas de valência interna das moléculas, bem abaixo do orbital molecular ocupado mais alto (HOMO), por um pulso de bomba XUV (à esquerda) leva à formação de uma banda de correlação (CB) composta por uma infinidade de estados multieletrônicos fortemente acoplados abaixo do limite de ionização duplo, IPcat (direita). O CB em PAHs pode então ser descrito como uma banda sólida com uma densidade de estado linear (DOS). O relaxamento subsequente ocorre através do espalhamento elétron-fônon e é testado por ionização com o pulso infravermelho atrasado, criando um dication estável. b, Rendimento medido de medicação em função do atraso XUV-IR para coroneno (pontos roxos), junto com o ajuste exponencial (linha inteira roxa), e a correlação cruzada entre a bomba e os pulsos da sonda (linha tracejada). c, Tempo de relaxamento medido em coroneno em função da intensidade da sonda, para diferentes espectros XUV. As barras de erro associadas correspondem ao desvio padrão do procedimento de ajuste para cada medição. Crédito: Física da Natureza (2020). DOI:10.1038 / s41567-020-01073-3
Uma equipe de pesquisadores do Institut Lumière Matière, A Universität Heidelberg e a Leiden University descobriram, por meio do estudo de toda uma classe de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), que essas moléculas seguem as mesmas vias de relaxamento e têm vida útil dependente do tamanho - e se comportam mais como sólidos do que o típico para as moléculas. Em seu artigo publicado na revista Física da Natureza , o grupo descreve seu trabalho, que envolveu estudar o que acontece quando os raios X ultracurtos são disparados em moléculas grandes e complexas. Laura Cattaneo, do Instituto Max Planck de Física Nuclear, escreveu um artigo News and Views descrevendo o trabalho geral envolvido na tentativa de entender a fotoquímica em grandes moléculas complexas e o trabalho realizado pela equipe neste novo esforço.
Como Cattaneo observa, muito trabalho foi feito por pesquisadores para entender melhor o que acontece nas reações químicas nos níveis molecular e nuclear, com algum progresso. Mas, como ela também observa, o mesmo não pode ser dito para o estudo da fotoquímica envolvida em grandes, sistemas complexos. Isso ocorre porque o trabalho envolvido em tal experimentação é bastante complexo. Neste novo esforço, os pesquisadores seguiram em frente, independentemente da complexidade, conduzindo experimentos com a turma inteira sobre os PAHs à medida que eram atingidos pelos raios-X.
Trabalhos anteriores mostraram que a radiação ionizante que atinge uma molécula cria um buraco. Descobriu-se que esses buracos migram, mas o fazem muito rapidamente, na ordem dos attosegundos. Cattaneo aponta que esta migração implica algum grau de correlação entre as várias configurações orbitais. Neste novo esforço, os pesquisadores procuraram saber mais sobre essas migrações.
Eles encontraram um efeito universal em relação às bandas de correlação, que ocorre devido à correlação de elétrons - tempos de vida longos que aumentam de uma forma não linear relacionada ao número de elétrons de valência. Suas observações mostraram que todas essas moléculas seguem as mesmas vias de relaxamento e têm tempos de vida dependentes do tamanho - e geralmente se comportam mais como sólidos do que geralmente é visto nas moléculas. Eles sugerem que suas observações implicam em uma nova lei baseada nas propriedades de elétrons semelhantes a sólidos envolvidas com o espalhamento de fônons.
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