Pubblicato sulla rivista Nature Chemistry, lo studio è stato condotto da un team di ricercatori dell'Università della California, Berkeley, e dell'Istituto Max Planck per la struttura e la dinamica della materia di Amburgo, in Germania. Hanno usato una tecnica chiamata diffrazione elettronica ultraveloce per registrare i cambiamenti molecolari innescati da due fotoni di luce.
"Siamo stati in grado di vedere come gli elettroni in una molecola si ridistribuiscono dopo aver assorbito due fotoni", ha detto l'autore principale dello studio Benjamin Feinberg, ricercatore post-dottorato presso l'Università della California, Berkeley. "Questo ci ha permesso di seguire i cambiamenti molecolari in tempo reale, fornendo una visione dettagliata di come le molecole rispondono alla luce."
I ricercatori hanno studiato una molecola chiamata difenilacetilene, che è una semplice molecola organica costituita da due anelli fenilici collegati da un triplo legame tra due atomi di carbonio. Quando la molecola assorbe due fotoni di luce, subisce una reazione chimica chiamata fotodimerizzazione, in cui i due anelli fenilici formano un nuovo legame tra loro.
Utilizzando la diffrazione elettronica ultraveloce, i ricercatori sono stati in grado di catturare i cambiamenti molecolari associati a questa reazione su una scala temporale di femtosecondi (un femtosecondo è un milionesimo di un miliardesimo di secondo). Hanno osservato come gli elettroni nella molecola si muovono e si ridistribuiscono, portando alla formazione del nuovo legame tra i due anelli fenilici.
Questa comprensione dettagliata di come le molecole rispondono alla luce potrebbe avere implicazioni significative per campi come la chimica, la scienza dei materiali e la medicina. Ad esempio, potrebbe aiutare gli scienziati a progettare nuovi materiali più efficienti nell’assorbire la luce e nel convertirla in energia, come nelle celle solari. Inoltre, potrebbe aiutare nello sviluppo di farmaci attivati dalla luce che potrebbero essere mirati con precisione a siti specifici all’interno del corpo.
"Il nostro lavoro apre nuove possibilità per studiare la dinamica delle reazioni chimiche e comprendere come le molecole interagiscono con la luce", ha affermato l'autore senior dello studio Daniel Neumark, professore di chimica presso l'Università della California, Berkeley. "Questa conoscenza sarà essenziale per lo sviluppo di nuove tecnologie che sfruttano la potenza della luce per la conversione dell'energia e altre applicazioni."
Le scoperte del team rappresentano un significativo passo avanti nel campo della produzione cinematografica molecolare e forniscono una comprensione più profonda dei processi fondamentali che si verificano quando le molecole interagiscono con la luce.
