論文の概要: Differentiating Three-Dimensional Molecular Structures using Laser-induced Coulomb Explosion Imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08389v1
• Date: Thu, 15 Aug 2024 19:13:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-19 17:20:01.717891
• Title: Differentiating Three-Dimensional Molecular Structures using Laser-induced Coulomb Explosion Imaging
• Title（参考訳）: レーザー誘起クーロン爆発イメージングによる三次元分子構造の分化
• Authors: Huynh Van Sa Lam, Anbu Selvam Venkatachalam, Surjendu Bhattacharyya, Keyu Chen, Kurtis Borne, Enliang Wang, Rebecca Boll, Till Jahnke, Vinod Kumarappan, Artem Rudenko, Daniel Rolles,
• Abstract要約: X線自由電子レーザーによるクーロン爆発画像(CEI)は、最近構造情報を得るための強力な方法であることが示されている。 開環反応で形成される典型的な生成物の構造に類似した平面および非平面有機分子の静的CEIパターンについて検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9129754585925594
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Coulomb explosion imaging (CEI) with x-ray free electron lasers has recently been shown to be a powerful method for obtaining detailed structural information of gas-phase planar ring molecules [R. Boll et al. Nat. Phys. 18, 423-428 (2022)]. In this Letter, we investigate the potential of CEI driven by a tabletop laser and extend this approach to differentiating three-dimensional (3D) structures. We study the static CEI patterns of planar and nonplanar organic molecules that resemble the structures of typical products formed in ring-opening reactions. Our results reveal that each molecule exhibits a well-localized and distinctive pattern in 3D fragment-ion momentum space. We find that these patterns yield direct information about the molecular structures and can be qualitatively reproduced using a classical Coulomb explosion simulation. Our findings suggest that laser-induced CEI can serve as a robust method for differentiating molecular structures of organic ring and chain molecules. As such, it holds great promise as a method for following ultrafast structural changes, e.g., during ring-opening reactions, by tracking the motion of individual atoms in pump-probe experiments.
• Abstract（参考訳）: X線自由電子レーザーによるクーロン爆発イメージング(CEI)は、近年ガス相平面リング分子(R. Boll et al Nat. Phys. 18, 423-428 (2022))の詳細な構造情報を得るための強力な方法であることが示されている。 本稿では,テーブルトップレーザーによるCEIのポテンシャルについて検討し,このアプローチを三次元3次元構造を微分するために拡張する。 開環反応で形成される典型的な生成物の構造に類似した平面および非平面有機分子の静的CEIパターンについて検討した。 以上の結果から, 各分子は3次元フラグメントイオン運動量空間においてよく局在し, 特異なパターンを示すことが明らかとなった。 これらのパターンは分子構造に関する直接的な情報をもたらし、古典的なクーロン爆発シミュレーションを用いて定性的に再現できる。 この結果から,レーザー誘起CEIは有機環と鎖分子の分子構造を識別する堅牢な手法として有効であることが示唆された。 そのため、ポンププローブ実験において個々の原子の動きを追跡することにより、環開化反応中の超高速な構造変化、例えば環開化反応を追従する手法として大いに期待できる。

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