Wankelende atomen voor het eerst op film
Voor het eerst is de precessie van individuele atomen in beeld gebracht. Nature Chemistry publiceerde de resultaten deze week online.
Larmor-precessie
Draaiende tollen, die scheef op tafel staan, wankelen onder invloed van de zwaartekracht, dit heet precessie. De elektronen in atomen maken dat atomen eigenschappen hebben van een tol. Ze tollen rond, en wankelen als een extern magnetisch veld niet parallel staat aan de richting van hun eigen magnetisch veld opgewekt door de elektronen. Deze zogeheten Larmor-precessie is niet alleen een interessant kwantummechanisch effect, maar vormt de basis voor kernspinresonantie (NMR en MRI) waarmee chemische analyses en structuurmetingen worden gedaan en die ook ingezet wordt om weefsels in beeld te brengen.
Voor het eerst is de wankelbeweging van de atomen op atoomniveau in beeld gebracht. Nature Chemistry publiceert het werk van onderzoekers uit Oxford, Stanford en Nijmegen 12 december online. Shiou-Min Wu (et al.) gebruikten zogeheten ‘velocity map imaging’ om het wankelen van de atoomtolletjes te filmen. Ze lieten zuurstofmoleculen (O2) uit elkaar vallen met behulp van laserlicht. Dat levert zuurstof, O(1D2) atomen op die vrijwel loodrecht op hun bewegingsrichting draaien. Hoe ze vervolgens door een magneetveld uit evenwicht raakten en gaan wankelen werd in beeld gebracht met een lasertechniek. De filmpjes van de tollende atomen zijn zeer nuttig om de Larmor-precessie in detail te bestuderen. Ook denken de onderzoekers dat hun techniek om de spinrichting van een atoom te manipuleren ingezet kan worden om de chemische reactiviteit ervan te sturen.
Control and imaging of O(1D2) precession: Shiou-Min Wu1, Dragana Cˇ . Radenovic1, Wim J. van der Zande1, Gerrit C. Groenenboom1, David H. Parker1, Claire Vallance2 and Richard N. Zare3
1. Radboud University Nijmegen, Institute for Molecules and Materials (IMM); 2. Department of Chemistry, University of Oxford, UK; 3. Department of Chemistry, Stanford University, USA.
Nature Chemistry, 12 december.
