Використовуючи потужні лазери, вчені з Мічиганського університету розкрили таємницю утворення трьохатомного водню, відтворивши в лабораторних умовах механізм виникнення цих молекул, які наповнюють простір від центру нашої галактики до іоносфери Землі.

Для відтворення процесу формування трьохатомного водню вчені використовували сильний польовий лазер (strong-field laser), світло від якого послужило свого роду каталізатором реакції перетворення. А для відстеження процесів, що відбуваються використовувались імпульси світла фемтосекундного лазера, які дозволили відстежувати швидкоплинні процеси формування хімічних зв’язків молекул H3+.

“Ми з’ясували, що основною “дійовою особою” в реакціях перетворення виступає молекула звичайного водню H2. Однак ця реакція йде абсолютно новим “шляхом”, про який нам практично нічого не було відомо до останнього часу” – розповідає професор Маркос Дантус (Marcos Dantus), – “Подальші вивчення даного питання дозволять нам знайти пояснення побачених нами інколи малоймовірних і нез’ясовних хімічних реакцій”.

Однією з причин маловивченості реакцій іонних перетворень є те, що всі процеси відбуваються за такі короткі проміжки часу, які навіть важко виміряти. Вся реакція, включаючи моменти розщеплення і формування трьох хімічних зв’язків, займає від 100 до 240 фемтосекунд. Це менше, ніж потрібно кулі на подолання відстані, рівній діаметру одного атома.

Процес, в ході якого молекула H2 отримує додатковий протон, щоб перетворитись в трьохатомний водень H3+, вражає своєю незвичністю. Нейтральна молекула водню H2, отримана в результаті іонізації молекули органічної сполуки, залишається у безпосередній близькості від утвореного іону до тих пір, поки вона не “зустрічається” з одним з протонів іона кислотної основи, що залишився. Після такої “зустрічі” протон витягується з іону і молекула водню H2 сама перетворюється на іон H3+.
“Ми змогли продублювати в нашій лабораторії процеси, що відбуваються в глибинах космосу” – розповідає професор Дантус, – “Це, в свою чергу, робить нас на один крок ближчими до розуміння хімічних реакцій, в ході яких утворились перші “стандартні блоки” життя у Всесвіті”.