Marcos Dantus di MSU ha ricreato ioni interstellari con i laser. Credito:MSU
triidrogeno, o H 3 + , è stata chiamata la molecola che ha creato l'universo, dove svolge un ruolo maggiore in astrochimica rispetto a qualsiasi altra molecola. mentre H 3 + è astronomicamente abbondante, nessuno scienziato ha compreso i meccanismi che lo formano dalle molecole organiche.
Fino ad ora.
Usando i laser, Gli scienziati della Michigan State University hanno svelato il segreto e hanno pubblicato i loro risultati nell'attuale numero di Nature Rapporti scientifici . In un laboratorio seminterrato del campus, Marcos Dantus, Professore Emerito Universitario di Chimica e Fisica, e il suo team ha essenzialmente duplicato il meccanismo che si trova dal centro della galassia alla ionosfera terrestre.
Gli scienziati hanno scoperto H 3 + quando hanno usato un laser a campo forte per avviare una reazione e un secondo laser a femtosecondi per sondarne il progresso. Queste interazioni spesso portano a reazioni chimiche esotiche. In questo caso, ha rivelato inaspettatamente i meccanismi fantasma di H 3 + .
"Abbiamo scoperto che un H . in roaming 2 la molecola è responsabile della reazione chimica, producendo H 3 + ; la chimica del roaming è estremamente nuova e si sa poco al riguardo, "Dantus ha detto. "Questo è il primo caso documentato per un H . in roaming 2 reazione, il che è significativo perché i meccanismi di roaming sono un capitolo in erba della chimica, uno che può fornire spiegazioni per reazioni chimiche improbabili e inspiegabili".
Una ragione per la scarsità di conoscenza è che il processo avviene in un tempo quasi incommensurabile. L'intera reazione, che comportano la scissione e la formazione di tre legami chimici, impiega tra 100 o 240 femtosecondi. È meno tempo di quanto ci voglia un proiettile per percorrere la larghezza di un atomo, ha aggiunto Dantus.
Come il roaming H 2 molecola estrae il protone per evolvere in H 3 + è a dir poco sorprendente, secondo gli scienziati. Un H . neutro 2 la molecola si forma per ionizzazione di una molecola organica, e si aggira intorno allo ione rimanente finché non trova un protone acido. Una volta preso di mira, poi estrae il protone, e lo raccoglie per trasformarlo nello ione più abbondante nell'universo.
"Siamo stati in grado di duplicare nel nostro laboratorio ciò che sta accadendo nel cosmo mentre parliamo, "Dantus ha detto. "Comprendere questo meccanismo e la sua scala temporale ci porta un passo avanti verso la comprensione delle reazioni chimiche che hanno creato gli elementi costitutivi della vita nell'universo".
La ricerca futura si concentrerà sull'effetto della dimensione e della struttura molecolare sulla probabilità e sui tempi delle reazioni chimiche in movimento.
Gli scienziati della MSU che hanno contribuito a questa ricerca collaborativa includono:Nagitha Ekanayake, Muath Nairat, Cristoforo Mancuso, B. Scott Fales, James Jackson e Benjamin Levine.
Facevano parte del team anche ricercatori della Kansas State University:Balram Kaderiya, Peyman Feizollah, Betania Jochim, Travis Severt, Ben Berry, Kanaka Raju, Kevin Carnes, Shashank Pathak, Daniel Rolles, Artem Rudenko e Itzik Ben-Itzhak.
