Cientistas capturam padrões holográficos únicos em moléculas

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Cientistas capturam padrões holográficos únicos em
moléculas
(a) Esquemático experimental e (b) mensurado holografia fotoelétrona única a partir de nitrogênio
molecular. Crédito: Tsendsuren Khurelbaatar, Xuanyang Lai, Dong Eon Kim.
Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo professor Dong Eon Kim, da Universidade de Ciência e
Tecnologia de Pohang e do professor X. Lai, da Innovation Academy for Precision Measurement Science
and Technology, fez avanços significativos em imagens ultrarrápidas.
Eles observaram com sucesso dois padrões holográficos distintos – ressem as pernas de aranha e os ossos
de peixes – dentro de moléculas pela primeira vez.
Esta conquista foi detalhada em uma publicação recente na revista Light: Science & Applications.
Técnicas de imagem tradicionais, como a difração de raios-X, muitas vezes lutam para acompanhar os
movimentos rápidos de elétrons dentro de moléculas.
Para superar esse desafio, a equipe empregou uma técnica chamada holografia de fotoelétrons de campo
forte (SFPH).
Este método usa pulsos de laser extremamente curtos e poderosos para capturar imagens de alta resolução
de movimentos de elétrons, fornecendo insights que antes eram inatingíveis.
O núcleo desta nova técnica envolve o uso de pulsos de laser de ciclo quase de ciclo de ciclo ou ciclo de
transporte transportador-envelope.
Esses pulsos são tão breves que permitem que os pesquisadores controlem e observem elétrons em uma
escala de attossegundos – um attossegundo é um segundo o que um segundo é para cerca de 31,7 bilhões
de anos.
Ao controlar esses pulsos ultrarrápidos, os pesquisadores foram capazes de minimizar a interferência de
outros sinais eletrônicos que geralmente complicam as medições da SFPH.
Essa clareza revelou os padrões semelhantes a aranhas e a espinha de peixe pela primeira vez.
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O professor Kim explicou: “Pela primeira vez, podemos observar diretamente esses padrões e começar a
entender o comportamento dos elétrons dentro de moléculas em escalas de tempo incrivelmente curtas”.
A clareza desses padrões não só demonstra o poder da técnica de imagem, mas também permite que a
equipe extraia informações estruturais precisas sobre as moléculas que estão sendo estudadas.
Este método inovador tem aplicações potenciais em uma ampla gama de campos, incluindo química,
biologia e ciência dos materiais.
Ao entender a dinâmica dos elétrons de forma mais clara, os cientistas podem obter novos insights sobre
estruturas e comportamentos moleculares, potencialmente levando a avanços no controle de reações
químicas e no desenvolvimento de novos materiais.
Além disso, esta técnica simplifica o processo de imagem em comparação com os métodos mais antigos,
que muitas vezes exigiam várias medidas em condições variáveis para alcançar resultados semelhantes.
A simplicidade e precisão desta abordagem fazem dela uma ferramenta promissora para mais pesquisas e
aplicações, fundindo-se com outras técnicas para explorações ainda mais detalhadas.
O professor Kim continua otimista sobre as implicações futuras de suas descobertas, afirmando: “Nosso
trabalho abre caminhos emocionantes para estudar a dinâmica molecular e controlar as reações químicas
no nível do elétron”.
Essa inovação não apenas expande nossa compreensão das estruturas moleculares, mas também abre o
caminho para avanços em vários campos científicos.
Fonte: KSR.