7月29日消息，科学家利用欧洲XFEL设施产生的超快X射线闪光，首次实现了在原子尺度实时观测分子吸收光后能量如何移动的全过程。研究以3-氟吡啶（3-fluoropyridine）为模型体系，这是一种含氮和氟原子的环状分子，揭示了不同原子在能量转化中扮演截然不同的角色。 当分子吸收紫外激光脉冲的能量后，电子进入高能态，分子迅速偏离原有平面结构。在这一过程中，分子经过所谓的锥形交叉（conical intersection），一个寿命极短但极为关键的过渡点，电子运动与原子核运动在此处强烈耦合。锥形交叉在许多光触发反应中扮演重要角色，因为它允许能量在电子和结构运动之间快速转移。 通过锥形交叉区域后，分子返回基态，多余的电子能转化为在分子结构中传播的振动能。研究发现，不同原子位置产生了截然不同的信号：氟原子作为相对清晰的指示器，反映了分子振动如何随时间衰减；而氮原子由于在初始电子激发中扮演更直接的角色，其信号同时反映了电子重分布和分子结构变化。 论文共同作者、马德里材料科学研究所（ICMM-CSIC）的Antonio Picon表示，现在可以看到不同原子位置在X射线脉冲信号中讲述的故事并不相同，有些原子报告电荷的去向，另一些原子则揭示整个分子如何振动。 研究团队使用了时间分辨X射线吸收光谱技术，能够在飞秒级时间分辨率下追踪原子级别的变化。这项技术为理解DNA如何承受光照、能量如何在光收集材料中传输等基础问题提供了新的实验手段。 （来源：ScienceDaily）