Confinamiento No Adiabático Femtosegundo del Rendimiento de Dicationes Moleculares

Área de la Ciencia:

• Química Cuántica
• Espectroscopía Ultrarrápida
• Dinámica Molecular

Sus antecedentes:

• Las cationes moleculares doblemente cargados revelan correlaciones electrónicas complejas y entrelazamiento electrón-nuclear.
• La comprensión de la formación de dicaciones es crucial para sondear procesos moleculares fundamentales.

Objetivo del estudio:

• Investigar la dinámica de la formación de dicaciones de etileno utilizando pulsos láser ultracortos.
• Elucidar el papel de la dinámica electrón-nuclear acoplada en el rendimiento de dicaciones.
• Identificar los mecanismos que rigen la ventana temporal de observación de dicaciones.

Principales métodos:

• Producción experimental de dicaciones de etileno mediante pulsos de bombeo de ultravioleta extremo (XUV) y sonda de infrarrojo cercano (NIR).
• Cálculos teóricos ab-initio que incorporan dinámica electrón-nuclear acoplada.
• Análisis del rendimiento de dicaciones dependiente del retardo de bombeo-sonda.

Principales resultados:

• Se observó un pico distinto en el rendimiento de dicaciones de etileno a un retardo de bombeo-sonda de aproximadamente 15 femtosegundos.
• Los cálculos ab-initio reprodujeron con éxito el retardo observado, atribuyéndolo al realce resonante de la ionización multifotónica.
• La expansión del doble enlace carbono-carbonio en el catión de etileno excitado se identificó como un factor clave.

Conclusiones:

• La relajación no adiabática ultrarrápida de iones moleculares puede competir con las tasas de ionización de campo fuerte.
• Esta competencia confina el rendimiento de dicaciones a una estrecha ventana temporal de unos pocos femtosegundos.
• Los hallazgos sugieren un mecanismo general aplicable a otros sistemas moleculares para controlar la formación de dicaciones.