JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, они начинают вибрировать под действием энергии. Для Андреаса Хаузера из Института экспериментальной физики Технологического университета Граца это хорошо известное явление стало отправной точкой для размышлений о том, можно ли использовать эти колебания для генерации магнитного поля.

Это связано с тем, что ядра атомов заряжены положительно, а когда заряженная частица движется, создается магнитное поле. На примере металлических фталоцианинов — кольцеобразных плоских молекул красителей — Андреас Хаузер и его команда рассчитали, что благодаря своей высокой симметрии эти молекулы действительно генерируют крошечные магнитные поля в нанометровом диапазоне, когда на них воздействуют инфракрасные импульсы. Согласно расчетам, можно измерить довольно низкую, но очень точно локализованную напряженность поля с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса.

Исследователи опубликовали результаты в Journal of the American Chemical Society.

Круговой танец молекул

Для расчетов команда использовала предварительные наработки, сделанные на заре лазерной спектроскопии, некоторые из которых были десятилетней давности, и применила современную теорию электронной структуры на суперкомпьютерах Венского научного кластера и университета Граца, чтобы рассчитать поведение молекул фталоцианина при облучении их циркулярно поляризованным инфракрасным светом.

Оказалось, что циркулярно поляризованные, то есть спирально закрученные световые волны возбуждают одновременно два молекулярных колебания под прямым углом друг к другу.

Как известно каждой танцующей румбу паре, правильная комбинация движений вперед-назад и влево-вправо создает небольшую замкнутую петлю. И это круговое движение каждого затронутого атомного ядра фактически формирует магнитное поле, но только очень локально, с размерами в несколько нанометров, — говорит Андреас Хаузер.

Молекулы как схемы в квантовых компьютерах

Избирательно манипулируя инфракрасным светом, можно даже контролировать силу и направление магнитного поля, объясняет Андреас Хаузер. Это превратит молекулы в высокоточные оптические переключатели, которые, возможно, также можно будет использовать для создания схем квантовых компьютеров.

Эксперименты как следующий шаг

Вместе с коллегами из Института физики твердого тела ТУ Граца и командой из Университета Граца Андреас Хаузер теперь хочет экспериментально доказать, что молекулярные магнитные поля можно генерировать контролируемым образом.

Для доказательства, а также для будущих применений, молекулу фталоцианина необходимо поместить на поверхность. Однако это меняет физические условия, что, в свою очередь, влияет на светоиндуцированное возбуждение и характеристики магнитного поля, — объясняет Андреас Хаузер.

Поэтому мы хотим найти такой материал, который оказывал бы минимальное влияние на желаемый механизм.

На следующем этапе физик и его коллеги хотят рассчитать взаимодействие между осажденными фталоцианинами, материалом поддержки и инфракрасным светом, а затем проверить наиболее перспективные варианты в экспериментах.

11.06.2024


Подписаться в Telegram



Нано

JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о...

ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище

Потребность в устойчивых и экологичн...

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Новости компаний, релизы

Российские ученые выяснили, что за пять лет число случаев нетрудоспособности из-за онкологии выросло в стране почти на 70%
Экономика России теряет миллиарды из-за влияния рака на трудовые ресурсы
Китай стал ведущим научно-образовательным партнером России в 2023 году, впервые опередив страны СНГ
Сеченовский Университет и российская фармкомпания «Акрихин» разработают инновационные препараты для лечения сахарного диабет...
В СПбГУ разработали программно-аппаратное решение для защиты дронов от киберугроз