أحدث الأبحاث

رصد أيونات الكريبتون وهى تتراقص

نشرت بتاريخ 26 أغسطس 2010

رالف ستروبل


© Christian Hackenberger / Ludwig Maximilian University of Munich

تحدث التفاعلات الكيميائية بين الذرات فى مدى زمنى قصير جداً لا يمكن تصوره، لذا كانت خطوة عظيمة للأمام تلك التى انجزها العلماء، فى أواخر الثمانينيات، عندما استطاعوا، للمرة الأولى، أخذ لقطات لها فى وضع الحركة، مستخدمين فى ذلك دفقات ليزرية ذات أطوال موجية فائقة القصر. ومؤخراً، نجح فريق من الفيزيائيين فى تمديد هذه الإمكانية فى الزمن الحقيقي للأتوثانية (10-18 s).

تمكن فريق دولي، يضم د.عبد الله الزير من جامعة الملك سعود بالمملكة العربية السعودية، رصد هيئة (أشكال) أيون الكريبتون عقب إطلاق الكترون من المدار الخارجى للذرة باستخدام ليزر عالي الكثافة، على شكل نبضات ليزرية، مدة بقاء كل واحدة منها 150 أتوثانية فقط.

من المعروف أن مدار الطاقة الفارغ يبدأ فى الاهتزاز (التذبذب) بشكل مستمر مع حركة الالكترونات بين مدارات الطاقة داخل الذرة فى محاولة للوصول إلى حالة الاستقرار. ويصحب هذا التغير السريع فى وضع الذرة امتصاص أطوال موجية مختلفة من الضوء. وكلما احتوت النبضات الليزرية على مجموعات متنوعة من الترددات، فإن الفيزيائيين يمكنهم تفسير شكل الأيون من أطياف الضوء الممتص بواسطة الأيون. لقد أظهرت نتائج الباحثين كيف أن الشحنة الموجبة الناتجة عن فقدان الذرة لالكترون المستوى الأخير تتبدل، مراراً وتكراراً، محدثة سحابة الكترونية ممتدة فيما يشبه الكعكة.

وطبقاً لما هو متعارف عليه نظرياً، تفضل الجزيئات أن تتفكك عند نقاط تشكل فجوات الكترونية مكونة الأيونات.

نظرة ثاقبة على تحولات الالكترون، مثل تلك التى فى ذرة الكريبتون، يمكن أن تؤدى لفهم أفضل لطبيعة التفاعلات الجزيئية فى الأمراض المستعصية، التى لا تجد علاجاً فى الوقت الحالى، أو تساعد، على الجانب الآخر، فى عمل تطبيقات تزيد من سرعة نقل ومعالجة المعلومات.

doi:10.1038/nmiddleeast.2010.193


  1. Dantus, M., Rosker, M and Zewail, A. Real‐time femtosecond probing of ‘transition states’ in chemical reactions. J. Chem. Phys. 87, 2395 (1987)
  2. Goulielmakis, E. Real-time observation of valence electron motion. Nature 466, 739-743 (2010)