Определенно, взаимодействие молекул метана с поверхностью катализатора, таких как никель представляет интерес, если мы должны получить подробное и значащее понимание процесса на молекулярном уровне. Но изучение рассеивающейся динамики многоатомных молекул, таких как метан было сложно, потому что текущие методы обнаружения неспособны решить все квантовые состояния рассеянных молекул.Лаборатория Рэйнера Бека в EPFL теперь использовала новые инфракрасные лазерные методы, чтобы изучить метан, рассеивающийся на поверхности никеля впервые с полной резолюцией квантового состояния.
Квантовое состояние решило, что методы способствовали очень нашему пониманию рассеивающей поверхность динамики, но инновации здесь были то, что команда EPFL смогла расширить такие исследования на метан, объединив инфракрасные лазеры с криогенным болометром: очень чувствительный тепловой датчик охладился к 1.8 K, которые могут взять кинетическую и внутреннюю энергию поступающих молекул метана.В их экспериментах мощный инфракрасный лазер сначала качает молекулы метана инцидента в отобранный сингл, vibrationally взволнованное квантовое состояние.
Второй лазер, объединенный с болометром, тогда используется, чтобы проанализировать распределение квантового состояния рассеянных молекул. С этим подходом ученые наблюдали, впервые, очень эффективный механизм для вибрационного энергетического перераспределения во время поверхностного рассеивания.
Данные из исследования позволят современным квантовым теориям для молекулы/поверхности, рассеивающейся быть проверенными строго. Между тем новый лазерный метод маркировки, введенный в этой работе, широко применим и может использоваться, чтобы изучить много других многоатомных систем молекулы/поверхности с беспрецедентной деталью.