Direct tracking of ultrafast proton transfer in water dimers
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22340%2F23%3A43927292" target="_blank" >RIV/60461373:22340/23:43927292 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg7864" target="_blank" >https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg7864</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adg7864" target="_blank" >10.1126/sciadv.adg7864</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Direct tracking of ultrafast proton transfer in water dimers
Popis výsledku v původním jazyce
Upon ionization, water forms a highly acidic radical cation H2O+· that undergoes ultrafast proton transfer (PT)—a pivotal step in water radiation chemistry, initiating the production of reactive H3O+, OH⋅ radicals, and a (hydrated) electron. Until recently, the time scales, mechanisms, and state-dependent reactivity of ultrafast PT could not be directly traced. Here, we investigate PT in water dimers using time-resolved ion coincidence spectroscopy applying a free-electron laser. An extreme ultraviolet (XUV) pump photon initiates PT, and only dimers that have undergone PT at the instance of the ionizing XUV probe photon result in distinct H3O+ + OH+ pairs. By tracking the delay-dependent yield and kinetic energy release of these ion pairs, we measure a PT time of (55 ± 20) femtoseconds and image the geometrical rearrangement of the dimer cations during and after PT. Our direct measurement shows good agreement with nonadiabatic dynamics simulations for the initial PT and allows us to benchmark nonadiabatic theory.
Název v anglickém jazyce
Direct tracking of ultrafast proton transfer in water dimers
Popis výsledku anglicky
Upon ionization, water forms a highly acidic radical cation H2O+· that undergoes ultrafast proton transfer (PT)—a pivotal step in water radiation chemistry, initiating the production of reactive H3O+, OH⋅ radicals, and a (hydrated) electron. Until recently, the time scales, mechanisms, and state-dependent reactivity of ultrafast PT could not be directly traced. Here, we investigate PT in water dimers using time-resolved ion coincidence spectroscopy applying a free-electron laser. An extreme ultraviolet (XUV) pump photon initiates PT, and only dimers that have undergone PT at the instance of the ionizing XUV probe photon result in distinct H3O+ + OH+ pairs. By tracking the delay-dependent yield and kinetic energy release of these ion pairs, we measure a PT time of (55 ± 20) femtoseconds and image the geometrical rearrangement of the dimer cations during and after PT. Our direct measurement shows good agreement with nonadiabatic dynamics simulations for the initial PT and allows us to benchmark nonadiabatic theory.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10403 - Physical chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GX21-26601X" target="_blank" >GX21-26601X: Zkoumání a transformace hmoty elektrony v kapalných mikrotryskách</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Science Advances
ISSN
2375-2548
e-ISSN
2375-2548
Svazek periodika
9
Číslo periodika v rámci svazku
28
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
9
Strana od-do
"eadg7864"
Kód UT WoS článku
001033220400010
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85164541885