Met een combinatie van röntgenlasers en computersimulaties hebben Stanford-onderzoekers de eerste 200 biljardste seconde van een ringopeningsreactie in beeld gebracht. De wereldprimeur verschijnt deze week in Physical Review Letters.

Als voorbeeldmolecuul diende 1,3-cyclohexadieen, dat zich onder invloed van uv-licht opent tot 1,3,5-hexatrieen. Die reactie dúúrt ook niet veel langer dan 200 biljardste seconde, en wat er gedurende die tijd precies gebeurt was tot nu toe een punt van verhitte discussie.

De onderzoekers gebruikten de Linac Coherent Light Source, een faciliteit van de plaatselijke SLAC-deeltjesversneller. Gedurende het verloop van de reactie maakten ze meer dan 100.000 opnamen van de verstrooiing van een femtoseconde-röntgenpuls. Dat gebeurde in de gasfase, om zo veel mogelijk te voorkomen dat de moleculen elkaar zouden beïnvloeden en er bovendien maar één tegelijk in beeld te krijgen.

Uit zulke röntgenbeelden kun je in principe de onderlinge posities van de afzonderlijke atomen binnen het molecuul afleiden. Elk plaatje is echter een momentopname, telkens op een ander tijdstip en vanuit een andere hoek, en je kunt niet direct zien wat het precies voorstelt.

Om ze te interpreteren, simuleer je op de computer hoe de opnames er uit komen te zien wanneer de reactie op een bepaalde manier verloopt. Dat doe je voor alle mogelijkheden die enigszins waarschijnlijk zijn. Vervolgens leg je de echte röntgenbeelden er naast en kijkt welke simulatie er het meeste op lijkt.

Tot slot ga je er van uit dat dat het échte reactieverloop is, en stuur je het naar een multimediastudio om er een animatie van te laten maken. Einde discussie, tenzij de simulatie er helemaal naast zat.

bron: SLAC