প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং SLAC এক্সিলারেটর সেন্টারের গবেষণাগারগুলিতে, বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো আণবিক চিত্র পেয়েছেন যে কীভাবে জল একটি মূল রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় একটি অণুর চারপাশে পুনর্বিন্যস্ত হয়। আলো একটি ইলেকট্রন এবং একটি প্রোটনের একযোগে স্থানান্তর শুরু করে, এবং চারপাশের জল এই প্রক্রিয়াটিকে সমর্থন করার জন্য তাত্ক্ষণিকভাবে তার গঠন পরিবর্তন করে।
প্রোটন-সংযুক্ত ইলেকট্রন স্থানান্তর নামে পরিচিত এই বিক্রিয়াটি সালোকসংশ্লেষণ, জ্বালানি কোষের কাজ এবং অনেক অনুঘটক প্রক্রিয়ার ভিত্তি। একটি অণু একটি ফোটন শোষণ করে, ইলেকট্রন পুনর্বিন্যস্ত হয় এবং একটি প্রোটন একটি নির্দিষ্ট স্থানে যুক্ত হয়। এখন পর্যন্ত, কেউ পারমাণবিক নির্ভুলতার সাথে এই সমস্ত পরিবর্তন একই সাথে পর্যবেক্ষণ করতে পারেনি।
গবেষকরা এক্স-রে পদ্ধতির একটি সংমিশ্রণ প্রয়োগ করেছেন: ইলেকট্রনের গতিবিধি ট্র্যাক করার জন্য শোষণ স্পেকট্রোস্কোপি এবং জলের পরমাণুর পুনর্বিন্যাস রেকর্ড করার জন্য এক্স-রে বিচ্ছুরণ। পরীক্ষাগুলি SLAC-এর Linac সমন্বিত আলোর উৎসে পরিচালিত হয়েছিল, যেখানে অতি-সংক্ষিপ্ত স্পন্দন পিকোসেকেন্ড স্কেলে ঘটনাগুলিকে 'হিমায়িত' করার অনুমতি দেয়।
একটি মডেল হিসাবে, একটি রুথেনিয়াম কমপ্লেক্স বেছে নেওয়া হয়েছিল যা অপ্রয়োজনীয় পুনর্বিন্যাসের সাথে সংকেতগুলিকে জটিল করে না। তাত্ত্বিক গণনা এবং আণবিক গতিবিদ্যা সিমুলেশন প্রাপ্ত ডেটা ব্যাখ্যা করতে এবং ইলেকট্রনিক কাঠামোর স্থানীয় পরিবর্তনগুলিকে জলের নেটওয়ার্কের বৈশ্বিক পুনর্বিন্যাসের সাথে সংযুক্ত করতে সহায়তা করেছে।
ফলাফলগুলি আরও দক্ষ অনুঘটক, ফ্লো ব্যাটারি এবং শক্তি রূপান্তর ডিভাইস তৈরির পথ খুলে দেয়। দ্রাবক পরিবেশ কীভাবে চার্জ স্থানান্তরকে প্রভাবিত করে তা বোঝা প্রকৌশলীদের বাস্তব সিস্টেমে এই প্রক্রিয়াগুলি আরও ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম করবে।
বিজ্ঞানীরা উল্লেখ করেছেন যে প্রোটনের সরাসরি পর্যবেক্ষণ এখনও সম্ভব নয়, তবে পরীক্ষা এবং গণনার সমন্বয় একটি নির্ভরযোগ্য চিত্র দেয়। নতুন পদ্ধতিটি আরও জটিল জৈবিক এবং প্রযুক্তিগত বিক্রিয়ায় প্রয়োগের জন্য ইতিমধ্যে প্রস্তুত।
এই পর্যবেক্ষণটি দেখায় যে একটি অণু এবং তার জলীয় পরিবেশ কতটা ঘনিষ্ঠভাবে একটি একক সত্তা হিসাবে কাজ করে এবং মৌলিক রাসায়নিক রূপান্তর অধ্যয়নের জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করে।
