SLAC Milli Akselerator Laboratoriyasında alimlər ilk dəfə ultrasürətli rentgen lazerindən istifadə edərək bir valensiya elektronunun kimyəvi reaksiyadakı hərəkətini izləyiblər. Bu nailiyyət, kimyəvi reaksiyaların idarə olunması və yeni materialların hazırlanması sahəsində mühüm yeniliklər vəd edir.

Kimyəvi reaksiyaların əsas iştirakçısı olan valensiya elektronları atomların xarici təbəqəsində yerləşir və kimyəvi bağların yaranmasında mühüm rol oynayır. Lakin bu elektronları izləmək çətindir, çünki onlar həm ölçü baxımından çox kiçikdir, həm də reaksiyalar femtosaniyə (kvadrilyon saniyənin bir hissəsi) içində baş verir. SLAC laboratoriyasında alimlər yeni bir yanaşma tətbiq edərək, bu çətinliyi aradan qaldırıblar.

Tədqiqatçılar, SLAC-ın Linac Coherent Light Source (LCLS) adlı ultrasürətli rentgen lazerindən istifadə edərək, ammonyak molekulunda hidrogenin parçalanma prosesini izləyiblər. Təcrübə zamanı molekula ultrabənövşəyi lazerlə təsir göstərilib və rentgen şüaları elektronların hərəkətini izləyib. Bu proses cəmi 500 femtosaniyə ərzində baş verib.

Stanford Universitetinin doktorantı Ian Gabalski, təcrübəni idarə etmiş və məlumatların analizi ilə məşğul olmuşdur. İsveçdəki KTH Kral Texnologiya İnstitutunun professoru Nanna List isə nəzəri və simulyasiya işlərini təmin etmişdir. Onların birgə işi nəticəsində valensiya elektronlarının kimyəvi reaksiyada necə hərəkət etdiyini birbaşa müşahidə etmək mümkün olmuşdur.

Bu tədqiqatın nəticələri "Physical Review Letters" jurnalında dərc olunmuşdur. Gabalski, "Əgər yeni dərman və ya material yaratmaq üçün bir molekulu sintez etməyə çalışırsınızsa, kimyəvi reaksiyaların istənilən və istənilməyən istiqamətlərə yönələ biləcəyini öyrənmək vacibdir. Valensiya elektronlarının hərəkətini izləməklə bu proseslərin idarə olunması mümkün ola bilər," deyə qeyd edib.

Alimlər, LCLS-in yaxın zamanda təkmilləşdirilmiş versiyası ilə daha dəqiq görüntülər əldə etməyi planlaşdırırlar. Professor Nanna List, "Bu tədqiqat, əvvəllər mümkün olmayan şeyləri görməyə imkan verən bir konsepsiya sübutu oldu. İndi daha irəli addımlar atmaq üçün stimul əldə etdik," deyə bildirib.

Bu yenilik, kimya sahəsində fundamental biliklərin genişlənməsinə və gələcəkdə daha mürəkkəb reaksiyaların öyrənilməsinə xidmət edəcək.