Os elétrons oscilam ao redor do núcleo de um átomo em escalas de tempo extremamente curtas, tipicamente completando um ciclo em apenas algumas centenas de attossegundos. Por causa de seus movimentos ultrarrápidos, observar diretamente o comportamento dos elétrons em moléculas tem sido desafiador. Agora, pesquisadores do Departamento de Química e Bioquímica da UC San Diego sugeriram um novo método para tornar a visualização do movimento dos elétrons uma realidade.

Este novo método descreve um conceito experimental chamado difração de elétrons de vórtice ultrarrápido, que permite a visualização direta do movimento de elétrons em moléculas em escalas de tempo de attosegundos. O artigo foi publicado no periódico Physical Review Letters .

A ideia-chave por trás dessa abordagem é o uso de um feixe de elétrons especializado que espirala enquanto viaja, permitindo o rastreamento preciso do movimento dos elétrons no espaço e no tempo. Esse método é especialmente sensível à coerência eletrônica, onde os elétrons se movem de forma sincronizada e harmoniosa.

Ao isolar efetivamente essa dinâmica coerente de elétrons de outros processos concorrentes, essa técnica abre novas oportunidades para estudar processos quânticos , como transferência de energia e comportamento de elétrons em materiais avançados , fornecendo insights mais profundos sobre o comportamento fundamental de moléculas e materiais.

O estudo foi liderado por Haowei Wu e Haiwang Yong, ambos da UC San Diego.

"A sensibilidade excepcional dessa técnica às coerências eletrônicas abre novas possibilidades para visualizar fenômenos quânticos ultrarrápidos em moléculas, nos aproximando do objetivo final de controlar reações químicas no nível mais fundamental", diz Yong.