Un gruppo di ricerca guidato dai Proff. Jiang Ling, Yang Xueming e Zhang Donghui del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con il Prof. Li Jun della Tsinghua University, ha rivelato la spettroscopia infrarossa di un dimero d'acqua neutro basato su un laser a elettroni liberi ultravioletti sotto vuoto sintonizzabile.

Le loro scoperte, pubblicato su The Journal of Physical Chemistry Letters , aiutano a risolvere la controversia sull'esatta assegnazione vibrazionale di ciascuna caratteristica di banda del dimero d'acqua.

La spettroscopia ottica di cluster in fase gassosa fornisce informazioni strutturali e dinamiche dettagliate. La facile selezione e rivelazione delle dimensioni può essere realizzata nello studio spettroscopico di ammassi carichi; mentre i cluster neutrali affrontano sfide a causa dell'assenza di una carica.

Basato sul VUV Free Electron Laser (FEL) fornito da Dalian Coherent Light Source (DCLS), il team di ricerca ha costruito un apparato di spettroscopia a infrarossi (IR)-VUV e ha misurato con successo gli spettri IR del dimero d'acqua.

Poiché cluster di dimensioni diverse hanno energie di ionizzazione diverse, la luce sintonizzabile VUV-FEL apre la strada alla ionizzazione selettiva di un determinato cluster neutro privo di confinamento, facilitando così la realizzazione della loro selettività dimensionale. Questa struttura unica VUV-FEL consente di studiare la spettroscopia IR di confinamenti, cluster neutri tramite lo schema IR-VUV.

Le analisi della struttura elettronica sono utili per comprendere le caratteristiche spettroscopiche dei modi vibrazionali OH per il diverso orientamento del legame idrogeno in ammassi d'acqua più complicati.

Poiché molti cluster hanno le loro energie di ionizzazione in un intervallo accessibile dalla sorgente luminosa VUV-FEL e la ionizzazione vicino alla soglia può essere facilmente raggiunta, la spettroscopia IR basata su VUV-FEL apre un nuovo paradigma per lo studio degli spettri vibrazionali di un'ampia varietà di cluster neutri.

La disponibilità di questi nuovi dati sperimentali sui cluster neutri dovrebbe stimolare ulteriori calcoli e lo sviluppo di metodi teorici, portando a una migliore comprensione delle strutture e delle dinamiche di questi sistemi.