Trihydrogène, ou H 3 ⁺ , a été appelée la molécule qui a fait l'univers, où il joue un rôle plus important en astrochimie que toute autre molécule. Tandis que H 3 ⁺ est astronomiquement abondant, aucun scientifique n'a compris les mécanismes qui le forment à partir de molécules organiques.

Jusqu'à maintenant.

À l'aide de lasers, Des scientifiques de la Michigan State University ont percé le secret et publié leurs résultats dans le numéro actuel de Nature Rapports scientifiques . Dans un laboratoire au sous-sol du campus, Marcos Dantus, Professeur Distingué des Universités en Chimie et Physique, et son équipe a essentiellement dupliqué le mécanisme qui se trouve du centre de la galaxie à la propre ionosphère de la Terre.

Les scientifiques ont trouvé H 3 ⁺ lorsqu'ils ont utilisé un laser à champ fort pour initier une réaction et un deuxième laser femtoseconde pour sonder sa progression. Ces interactions conduisent souvent à des réactions chimiques exotiques. Dans ce cas, il a révélé de façon inattendue les mécanismes fantômes de H 3 ⁺ .

"Nous avons constaté qu'un roaming H 2 molécule est responsable de la réaction chimique, produire H 3 ⁺ ; la chimie de l'itinérance est extrêmement nouvelle et on en sait peu à son sujet, " a déclaré Dantus. "C'est le premier cas documenté d'itinérance H 2 réaction, ce qui est important car les mécanismes d'itinérance sont un chapitre en herbe de la chimie - un chapitre qui peut fournir des explications à des réactions chimiques improbables et inexpliquées."

L'une des raisons de la pénurie de connaissances est que le processus se déroule dans un temps presque incommensurable. Toute la réaction, impliquant le clivage et la formation de trois liaisons chimiques, prend entre 100 et 240 femtosecondes. C'est moins de temps qu'il n'en faut à une balle pour parcourir la largeur d'un atome, ajouta Dantus.

Comment l'itinérance H 2 la molécule extrait le proton pour évoluer en H 3 ⁺ n'est rien de moins qu'étonnant, selon les scientifiques. Un H neutre 2 la molécule est formée lors de l'ionisation d'une molécule organique, et il erre autour de l'ion restant jusqu'à ce qu'il trouve un proton acide. Une fois ciblé, il extrait ensuite le proton, et le recueille pour se transformer en l'ion le plus abondant de l'univers.

"Nous avons pu reproduire dans notre laboratoire ce qui se passe dans le cosmos au moment où nous parlons, " a déclaré Dantus. "Comprendre ce mécanisme et son échelle de temps nous rapproche un peu plus de la compréhension des réactions chimiques qui ont créé les éléments constitutifs de la vie dans l'univers."

Les recherches futures se concentreront sur l'effet de la taille et de la structure moléculaires sur la probabilité et le calendrier des réactions chimiques itinérantes.

Les scientifiques de MSU qui ont contribué à cette recherche collaborative sont :Nagitha Ekanayake, Muath Nairat, Christophe Mancuso, B. Scott Fales, James Jackson et Benjamin Levine.

Des chercheurs de la Kansas State University faisaient également partie de l'équipe :Balram Kaderiya, Peyman Feizollah, Béthanie Jochim, Travis Severt, Ben Berry, Kanaka Raju, Kevin Carnes, Shashank Pathak, Daniel Rolles, Artem Rudenko et Itzik Ben-Itzhak.