Il catione triidrogeno, h 3+ , svolge un ruolo importante nella chimica interstellare dove facilita la formazione di acqua e molecole organiche. I ricercatori hanno scoperto come si forma il catione quando le molecole organiche (in particolare gli alcoli) sono eccitate da un intenso impulso laser (interpretazione artistica). Sapere come si forma il catione ci avvicina alla comprensione della chimica che ha portato alla vita come la conosciamo. Credito:Marcos Dantus, Università statale del Michigan
Il catione triidrogeno, h 3+ , è il punto di partenza per quasi tutte le molecole dell'universo. Tipicamente, h 3+ è formato da collisioni che coinvolgono gas idrogeno, ma la sua chimica a livello molecolare è relativamente sconosciuta. Quando le molecole organiche vengono colpite da un impulso laser, vengono ionizzati e inizia la reazione. Quindi, le molecole si rompono in diversi frammenti; uno dei quali è H 3+ . Sono in grado di misurare i dettagli di questa reazione:i tempi, prodotto, e come si rompono e si formano i legami chimici. Questi esperimenti forniscono anche dettagli chiave su ogni fase della reazione che si verifica su scale temporali ultracorte (più veloci di un milionesimo di milionesimo di secondo).
I risultati sono importanti per l'astrochimica perché le molecole organiche, compresi gli alcolici, sono presenti nello spazio. Questo è un ulteriore passo avanti nell'apprendimento di come le molecole organiche si formano e si comportano nell'universo. Anche, il fatto che formando H 3+ coinvolge una molecola di idrogeno neutra che vaga e porta via un altro atomo di idrogeno è significativo. Come mai? La chimica del roaming è un fenomeno nuovo e relativamente sconosciuto; questo lavoro offre informazioni su questo tipo di processo chimico.
Gli scienziati hanno scoperto ulteriori modi in cui il catione triidrogeno, h
3+
, lo ione più abbondante nell'universo, viene prodotto in seguito all'attivazione ad alta energia di alcoli e altre molecole organiche. Nonostante la forte repulsione tra le particelle cariche, il team ha scoperto che una molecola di idrogeno vagante era responsabile della reazione chimica che produceva H
3+
. I ricercatori hanno condotto lo studio utilizzando intensi impulsi laser a femtosecondi e strumentazione in grado di rilevare gli ioni risultanti dalle misurazioni sperimentali. La reazione avviene in 100 o 340 quadrilionesimi di secondo a seconda della molecola di partenza. Hanno confermato i meccanismi utilizzando calcoli di meccanica quantistica e misurazioni della coincidenza ione-ione. I risultati della ricerca sono importanti per l'astrochimica e per comprendere come le molecole organiche si formano e si comportano nell'universo. Per di più, questi risultati sono rilevanti quando vengono utilizzati laser intensi per procedure chirurgiche.
