Captar detalles cambiantes con una resolución de trillonésimas de segundo

Muchos procesos químicos van tan deprisa que solo se sabe de forma aproximada qué ocurre en ellos. Para clarificar estos procesos, unos investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania han desarrollado ahora una técnica con una resolución de trillonésimas de segundo.

La nueva tecnología debería ayudar a profundizar en los entresijos de procesos como la fotosíntesis.

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La ionización es un paso intermedio importante en muchos procesos químicos. Un ejemplo típico de esto es la fotosíntesis. Las reacciones llevan solo unos pocos femtosegundos (milbillonésimas de segundo) o incluso apenas unos pocos cientos de attosegundos (trillonésimas de segundo). Dado que son tan extremadamente rápidas, solo se conocen los productos iniciales y finales, pero no las vías de cada reacción o los productos intermedios.

Para observar tales procesos ultraveloces, la ciencia necesita una tecnología de medición que sea más rápida que el propio proceso observado. Hay una técnica capaz de ello. Para usarla, sin embargo, hay que captar imágenes una a una, de manera independiente, y luego combinarlas a modo de fotogramas para crear un video que muestre el movimiento de interés. Debido a ello, esta técnica tiene algunas limitaciones severas.

Birgitta Bernhardt. (Foto: Michael Mittermair / TUM)

Ahora, el equipo de Birgitta Bernhardt ha conseguido por primera vez combinar dos técnicas de esta clase para lograr un método mucho más veloz. Esto les ha permitido a ella y a sus colegas desentrañar algunos detalles importantes sobre los procesos de ionización ultrarrápidos con una precisión que hasta ahora había resultado imposible.

Antes de la capacidad demostrada en los experimentos de esta investigación, podía observarse qué parte de la luz incidente era absorbida por la muestra con el paso del tiempo, o medir qué clase de iones y cuántos eran creados en el proceso. Con la técnica mixta de Bernhardt, ahora es posible observar los pasos precisos por los cuales tiene lugar la ionización, durante cuánto tiempo existen estos productos intermedios y qué efectos precisos ocasiona el pulso láser incidente en la muestra.

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