Met een femtosecondelaser kun je niet alleen moleculen in tweeën schieten, je kunt ook nog uitkiezen welke brokstukken je krijgt. Dat claimen Weense onderzoekers althans in Physical Review X.

Het idee is dat de ultrakorte pulsen van zo’n laser te weinig energie hebben om de atoomkernen merkbaar te beïnvloeden, maar voldoende om elektronen uit hun baan te schieten. Daarmee destabiliseer je het molecuul voldoende om een chemische reactie in gang te zetten die het molecuul in tweeën knipt.

Maar wat dan de eindproducten zijn hangt af van wélk elektron je precies wegschiet. Acetyleen (C₂H₂) kan bijvoorbeeld uiteenvallen in twee CH⁺-ionen, maar ook in C⁺ en CH₂⁺.

Markus Kitzler (Technische Universität Wien) en collega’s hebben nu ontdekt dat je dit zowel bij acetyleen als bij ethyleen (C₂H₄) kunt sturen via de lengte en de intensiteit van de laserpulsen. Daarbij werken ze met twee pulsen achter elkaar: een tamelijk lange (denk aan 50 * 10^-15 seconden) die de moleculen ioniseert en tegelijk op een bepaalde manier uitlijnt, en een veel kortere (iets van 5 * 10^-15 seconden) die tevens een stuk intenser is en de feitelijke splitsingsreactie inleidt.

Bij ethyleen kan dat laatste CH₂⁺ + CH₂⁺, C₂H₃⁺ + H⁺ of C₂H₂⁺ + H₂⁺ opleveren en volgens Kitzler kun je via de instelling van de lasers aardig bepalen welke van de drie reacties overheerst.

Voorlopig gaat het om een proof of principle, maar de onderzekers vermoeden dat het niet zo moeilijk moet zijn om ook andere reacties op deze manier te sturen.

bron: TU Wien