Науковці з Європейського рентгенівського вільного електронного лазера (European XFEL) досягли значного прориву, вперше безпосередньо спостерігаючи квантові коливання в складній молекулі 2-йодопіридину. Це явище, відоме як рух із нульовою точкою, є мінімальними квантовими коливаннями системи, які раніше було важко зафіксувати, особливо у складних молекулах.
Дослідження, опубліковане в журналі Science, використовувало молекулу 2-йодопіридину, що складається з одинадцяти атомів. Її бомбардували надкороткими та надзвичайно інтенсивними імпульсами рентгенівського випромінювання на European XFEL. Цей потужний інструмент дозволив зазирнути у світ квантової динаміки, позбавивши молекулу електронів та спричинивши її розпад на фрагменти. Аналізуючи траєкторію та орієнтацію цих фрагментів за допомогою системи COLTRIMS (спектроскопія імпульсів віддачі іонів холодної мішені), вчені змогли реконструювати форму молекули та її внутрішній рух у момент розриву.
Результати показали, що фрагменти не розділялися відповідно до очікуваної планарної геометрії, а демонстрували тонкі спотворення. Це свідчить про скоординований, а не випадковий рух, характерний для когерентного квантового руху, що є результатом внутрішньої координації, зумовленої квантовими законами. Маркус Ільхен, один із провідних авторів дослідження, пояснив, що цей рух є "організованим балетом на атомному рівні", а не хаосом.
Відкриття було підтверджено передовими комп'ютерними симуляціями, які враховували квантові ефекти. Дослідники, зокрема Штефан Пабст, наголошують на фундаментальній ролі квантової механіки для матерії та життя, підкреслюючи важливість спостереження її ефектів для розвитку науки та майбутніх технологій. Це дослідження відкриває нові можливості для спостереження квантової поведінки складних молекул у реальному часі, що може сприяти розробці інноваційних матеріалів та кращому розумінню хімічних процесів.