La aspirina en forma de pequeños cristalitos proporciona una nueva visión de los delicados movimientos de los electrones y los núcleos atómicos. Activados en la vibración molecular por fuertes pulsos ultracortos de infrarrojo lejano terahercios, los núcleos oscilan mucho más rápido que para la excitación débil. Regresan gradualmente a sufrecuencia de oscilación intrínseca, en paralelo a la desintegración de los movimientos electrónicos por picosegundos. Un análisis de las ondas de terahercios irradiadas por las partículas en movimiento por la teoría en profundidad revela el carácter fuertemente acoplado de la dinámica de electrones y nucleares característica de una gran clase de materiales moleculares.
Basado en su actividad fisiológica, la aspirina ha encontrado una aplicación farmacéutica generalizada en diferentes áreas médicas. Al observar una molécula de aspirina individual desde la perspectiva física, se pueden distinguir dos tipos de movimientos: i vibraciones moleculares, es decir, movimientos oscilatorios denúcleos atómicos en un amplio rango de frecuencia, entre ellos, por ejemplo, la rotación obstaculizada del grupo metilo Película 1 a una frecuencia de 6 terahercios THz 1 THz = 1,000,000,000,000 de ciclos de oscilación por segundo y ii movimientos oscilatorios deelectrones en la molécula alrededor de 1000 THz Película 2, como inducido, por ejemplo, por la luz ultravioleta. Si bien los diferentes movimientos están débilmente acoplados en una sola molécula de aspirina, desarrollan una interacción eléctrica muy fuerte en un empaque molecular denso como enlas tabletas de aspirina de la farmacia. Como resultado, el carácter de las vibraciones particulares, los llamados modos suaves, los cambios y su frecuencia de oscilación se reduce sustancialmente Película 3. Este complejo cEl esquema de salida y la dinámica molecular resultante son importantes para la respuesta de la aspirina y otras moléculas a un estímulo externo.Hasta ahora, este problema no se ha resuelto.
En la edición actual de Physical Review Letters, los investigadores del Instituto Max Born en Berlín y la Universidad de Luxemburgo combinan métodos experimentales y teóricos de primer nivel para desentrañar las propiedades básicas de los modos suaves. En los experimentos, una secuencia de dos fasesLos pulsos de THz bloqueados interactúan con una tableta de aspirina policristalina de 700 μm de espesor. El campo eléctrico irradiado por los átomos en movimiento sirve como una sonda para mapear las oscilaciones de modo suave en tiempo real. Escaneos bidimensionales en los que el tiempo de retraso entredos pulsos THz son variados, muestran una fuerte no linealidad de la respuesta de modo suave en cristales de aspirina. Esta no linealidad está dominada por un pronunciado desplazamiento transitorio del modo suave a frecuencias más altas. La respuesta muestra un carácter no instantáneo con tiempos de decaimiento de picosegundos que se originande la polarización eléctrica generada de los cristalitos. Durante la decadencia de la polarización, la frecuencia de modo suave vuelve gradualmente al valor que tenía antesexcitación.
El análisis teórico muestra que las fuertes polarizaciones eléctricas en el conjunto de moléculas de aspirina le dan al modo suave un carácter híbrido, combinando grados de libertad nuclear y electrónica a través del acoplamiento dipolo-dipolo. En los cristalitos de aspirina no excitados, esta correlación entre electrones y núcleos determinala frecuencia del modo suave La fuerte excitación THz induce una ruptura de las correlaciones, lo que resulta en un desplazamiento azul transitorio de los modos suaves y, a través de la decadencia decoherencia comparativamente lenta de la polarización, una respuesta no instantánea.El escenario descubierto aquí es relevante para una gran clase de materiales moleculares, en particular para aquellos con aplicaciones en ferroeléctricos.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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