Ученые из Йельского университета впервые измерили скорость движения протонов в водном кластере

«Мы продемонстрировали, что происходит в крошечной молекулярной системе, где протонам некуда прятаться», — отметил Джонсон, подчеркнув, что теперь теоретики могут опираться на полученные данные для моделирования химических процессов, ранее оставшихся без экспериментального подтверждения. В ходе исследования исследователи применили органическую молекулу 4-аминобензойной кислоты, к которой были присоединены шесть молекул воды и дополнительный протон. Это позволило проследить «прыжки» протонов по водородной сети, действующей как «такси» для заряда.

Эксперименты проводились на крупном 30-метровом масс-спектрометре, где молекулы охлаждали до практически абсолютного нуля и обрабатывали серией лазерных импульсов. В результате ученым удалось установить временные рамки реакции: хотя промежуточные стадии оставались невидимыми, они точно определили начальную и конечную точки движения протонов. Соавтор исследования, аспирант Абхиджит Рана, отметил, что им удалось зафиксировать скорость химической реакции в конечной системе, что ранее считалось почти невозможным.

Авторы исследования уверены, что новые данные помогут лучше понять важные свойства воды и уточнить модели протонной проводимости, что имеет значение для развития источников энергии, биологических исследований и будущих технологий.