Чудинов, Асвенцим, p a href https f3gxp page link Tbeh img src https i ib, когда мы были богами, металлические шарики, черном, Космос Пространство и время Затер, им яcbcgwaccwfvs w exwcsbzwed zweeevvejijxecgdsfff, Николай Жиров, виманика шастра, Ермолаев, Рамаяна, марина попович нло над планетой зе, чернобров, What find, Леонард, Брюс голдберг, dmltYW5hLnN1 print 238947899389478923 34567343546345, греция, xxx, уфология.
Физики из США и Швейцарии детально исследовали, как время фотоионизации водных кластеров зависит от того, сколько в них молекул. Они выяснили, что с ростом числа молекул растет расстояние, на которое делокализуется электронная вакансия, и, как следствие, время ионизации. Однако этот рост ограничивается беспорядком в достаточно больших кластерах. Исследование опубликовано в Nature.
Электронная динамика в жидкой воде определяет протекание множества процессов, важных с практической точки зрения. Так, характер перераспределения колебательной энергии между соседними молекулами помогает понять, как именно протекают химические реакции в растворах. Не менее важно знать, что происходит с водой после ионизации отдельных молекул: такая ситуация возникает, например, при облучении биологических тканей ионизирующим излучением, а также в некоторых технологиях обеззараживания воды.
Сейчас ученые знают, что вакансия (дырка), появляющаяся из-за ионизации, сначала распределена между несколькими атомами и даже молекулами. Но затем она локализуется на одной из молекул, стимулируя протонный обмен с одним из ее соседей. Это приводит к образованию короткоживущей катион-радикальной пары OH(H3O+), следы которой не так давно увидели с помощью дифракции сверхбыстрых электронов, а также с помощью рентгеновской спектроскопии. По совокупности исследований можно сказать, что весь процесс суммарно длится от нескольких десятков до сотен фемтосекунд. Процесс образования дырки же гораздо короче: он протекает на субфемтосекундном масштабе, и потому изучен хуже.
Группа физиков из США и Швейцарии при участии Ганса Вёрнера (Hans Wörner) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха попыталась преодолеть это ограничение с помощью спектроскопии кластеров воды, разрешенной по их размеру. Идея метода заключается в фотоионизации молекул с помощью двух сфазированных лазерных импульсов, один из которых (импульс экстремального ультрафиолета) содержит высшие гармоники частоты другого (инфракрасного импульса), с одновременной масс-спектрометрией ее продуктов. Для электронов, испущенных в двухфотонном процессе, динамические характеристики испытывают биения от двух возможных каналов ионизации (сложение и вычитание частот), что позволяет, варьируя задержку между импульсами, измерять время вылета электрона из молекулы. Комбинация двух этих техник (RABBIT и COLTRIMS) ранее уже помогла группе Вёрнера изучить фотоионизацию молекулы фторида углерода, опосредованную резонансом формы.
Схема эксперимента. Фиолетовым цветом обозначен луч, содержащий высшие гармоники. Во врезе проиллюстрировано два канала, по которым может ионизироваться электрон, соответствующих 12 сигналу в боковой полосе.
X. Gong et al. / Nature, 2022
В своем опыте авторы создавали сверхзвуковые струи воды, облучая их парой импульсов. Молекулы в струе собираются в кластеры различного размера. Для не слишком больших кластеров, состоящих из n молекул (n менее 20), фотоионизация приводит к образованию электрона, радикала OH и фрагмента (H2O)n-1H+. В зависимости от n отношение массы к заряду фрагментов будет различным, что позволяет однозначно идентифицировать соответствующие электроны при измерении их спектров.
Изменение задержки между лазерными импульсами вносило в электронные спектры для разных n характерные биения. Авторы производили преобразование Фурье вдоль временной оси и следили за зависимостью амплитуды и фазы компоненты, соответствующей удвоенной частоте инфракрасного импульса. Это позволило ученым извлечь соотношение фаз и времен задержек для ионизации одиночной молекулы и кластера из n молекул. Полученные зависимости оказались в хорошем согласии с симуляциями.
Оказалось, что время ионизации практически линейно растет с количеством молекул, пока не достигает насыщения в полторы сотни аттосекунд при n, равном шести. Физики предположили, что причиной остановки роста времени стала остановка роста расстояний, на которых делокализуется дырочная волновая функция. Дополнительные симуляции с помощью ионизации с 1s орбитали атома кислорода подтвердили эту гипотезу, а также показали, что этот предел вызван беспорядком в больших кластерах, который приводит к андерсоновской локализации волновой функции.
Из-за специфически молекулярной динамики жидкая вода обладает рядом аномальных свойств. Это, в свою очередь, породило несколько мифов, разобраться с которыми можно в материале «Живая и неживая».
0 
