美国和加拿大的科学家日前找到观测分子的新方法——超快激光，以观察当分子形态变化时其电子如何重新分布。相关论文10月30日在线发表于《科学》（Science）。

研究领导者之一、美国科罗拉多大学物理系的Margaret Murnane说，“能够对化学反应做全方位观测，包括反应中原子如何运动、电子如何重新分布是分子科学的至高追求，我们还没有做到，但已朝这个目标迈进了一大步。”

为了做到这一点，科学家要能够观察原子之间的原子键在化学反应中如何形成和断裂。Murnane说，我们只有非常有限的设备可供使用，而电子云中的改变可能在1飞秒内结束，这可以说是自然界最快的变化过程。

实验中，研究人员用一束短脉冲激光射击N₂O₄分子以引起分子内大的振动。之后用第二束激光产生一束X射线，用来描绘该分子的电子能级，以实现最重要的目的——理解当分子形态变化时其电子能级如何重新分布。研究人员说，“这是一个观察分子根本性的新方法。”

之所以用N₂O₄是由于这种分子的震动比其他分子慢得多，使得研究人员能够成功进行观察。研究人员表示，能够观察并理解电子的运动模式对于可替代能源等领域非常有用。论文作者之一、加拿大国家研究委员会Steacie分子科学研究所的Albert Stolow说：“如果能理解这些过程，将来我们就能够将这些知识转化成更出色的技术，比如更有效率的捕光分子、催化反应甚至是太阳能电池。”