Cím ELTE TTK Kémiai Intézet Fizikai Kémiai Tanszék Keszei Ernő Az időmérés felbontásának tíz milliárdszoros növekedése (mindössze)

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
LEO 1540 XB Nanomegmunkáló Rendszer
Advertisements

2010. augusztus 16.Hungarian Teacher Program, CERN1 Gyorsítók Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen Supported by OTKA MB
Negatív hidrogénionok keletkezése 7 keV-es OH + + Ar és OH + + aceton ütközésekben: Egy általános mechanizmus hidrogént tartalmazó molekuláris rendszerekre.
Fémkomplexek lumineszcenciája
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
SO 2, NO x felbontási hatásfokának vizsgálata korona kisülésben Horváth Miklós – Kiss Endre.
A kockacukor világítása
Pozitron annihilációs spektroszkópia
A reakciókinetika időbeli felbontásának fejlődése.
9. Fotoelektron-spektroszkópia
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA. Lézer: erős, párhuzamos fénysugarat adó fényforrás. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation L ASER.
Címlap Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Femtoszekundum felbontású kémiai kinetikai mérések dekonvolúciója genetikus.
Az elektromágneses spektrum
Femtokémia: címFemtokémia: Fizikai Kémiai Tanszék Reakciókinetikai Laboratórium Keszei Ernő molekuláris történések kémiai reakciók közben
Molekulák etológiája ELTE TTK Kémiai Intézet Fizikai Kémiai Tanszék cím Molekulák etológiája avagy molekulaszerkezet és dinamika femtoszekundum időfelbontással.
KÉMIAI KÖTÉSEK KÉPZŐDÉSE ÉS FELBOMLÁSA
Dekonvolúciós módszerek femtokémiai alkalmazása
Címlap FEMTOKÉMIA Molekulák dinamikájának kísérleti megfigyelése és szabályozása.
Kísérleti módszerek a reakciókinetikában
Spektroszkópiáról általában és a statisztikus termodinamika alapjai
Agrár-környezetvédelmi Modul Talajvédelem-talajremediáció KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc.
Sugárzás-anyag kölcsönhatások
Kapcsolat Név: Jancsó Gábor, az MTA Doktora, tudományos tanácsadó
Bose-Einstein korrelációk Novák Tamás Radboud University Nijmegen Károly Róbert Főiskola, Gyöngyös Július 18.
Hagyományos reakciókinetikai mérés:
A szingulett gerjesztett állapot dezaktiválódási csatornái E SS1S1 S2S2 T1T1 T2T2 ?
Tételjegyzék a 2006/7 tanév tavaszi félévére 1.Gerjesztett állapotok keletkezése és dezaktiválódása – a Jablonski diagramm. 2.Fontosabb vizsgálati módszerek.
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA. Lézer: erős, párhuzamos fénysugarat adó fényforrás. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation L ASER.
15. A RÖNTGENDIFFRAKCIÓ.
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA
15. A RÖNTGENDIFFRAKCIÓ.
LÉZEREK MŰSZAKI ÉS ORVOSI ALKALMAZÁSAI
Lézerspektroszkópia Előadók: Kubinyi Miklós Grofcsik András
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA
A kozmikus háttérsugárzás összetevői, újabb vizsgálati módszerei
Kómár Péter, Szécsényi István
3. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen Supported by OTKA MB
Veszprémi Viktor Wigner Fizikai Kutatóközpont OTKA NK81447
Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató IntézetDebrecen Valósidejű megfigyelések atomi időskálán Tőkési Károly.
Rutherford kísérletei
Címlap Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék Evolúciós módszerek ultragyors kinetikai eredmények hatékony kiértékelésére.
Raman spektroszkópia hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hnS hnAS
Lézerek alapfelépítése
„Mintakezelés” a spektroszkópiában
Raman spektroszkópia hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hnS hnAS
NIR-VIS spektrométerek. NIR-VIS spektrumok „NIR spectra ( cm -1 ) of polymers, monomers, plasticizers, lubricants, antidegradantes (antioxidantes,
Fotoionizációs hatásfok Photoionization efficiency (PIE) Az NO PIE görbéje.
STACIONÁRIUS RÉSZECSKETRANSZFER SZIMULÁCIÓJA MONTE CARLO ALAPOKON Kristóf Tamás Pannon Egyetem, Kémia Intézet Fizikai Kémia Intézeti Tanszék „Szabadenergia”
Kutatóegyetemi stratégia - NNA FELÜLETI NANOSTRUKTÚRÁK Dr. Harsányi Gábor Tanszékvezető egyetemi tanár Budapest november 17. Nanofizika, nanotechnológia.
Szép és hasznos kvantummechanika
Az anyagszerkezet alapjai
Magyar villamosmérnök Számítástechnikus Informatikus
Schrödinger-macskák Élő és halott szuperpoziciója, összefonódva azzal, hogy egy radioaktív atom már elbomlott (↓), ill. még nem bomlott el (↑) : Hogy lehet.
Címlap Betekintés a valószínűségszámításba Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék
PPKE-ITK I.Házi Feladat Megoldásai Matyi Gábor Október 9.
Az atommag alapvető tulajdonságai
A fény és az anyag kölcsönhatása
Spektroszkópia Analitikai kémiai vizsgálatok célja: a vizsgálati
Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 12. Raman spektroszkópia TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel.
A reakciókinetika időbeli felbontásának fejlődése
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA
Fizikai kémia 2 – Reakciókinetika
Fizikai kémia 2 – Reakciókinetika
A mai beszélgetés lényege
Kísérleti módszerek Kísérleti módszerek
Fémkomplexek lumineszcenciája
Kísérletek „mezoszkópikus” rendszerekkel!
10. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIA
Előadás másolata:

cím ELTE TTK Kémiai Intézet Fizikai Kémiai Tanszék Keszei Ernő Az időmérés felbontásának tíz milliárdszoros növekedése (mindössze) 36 év alatt

11 éves koromban kaptam ajándékba az 1928-as bekötött évfolyamot Első cikkem a Természet Világában az 1993-as évfolyam márciusi számában jelent meg Eddigi utolsó cikkem a 140. évfolyam februári számában jelent meg Témaválasztásom is a Természet Világa időbeli alakulásához illeszkedik...

etológia etológia = viselkedéstudomány Néprajz: csoportok, közösségek szokásainak vizsgálata Állattan: állatok viselkedésének vizsgálata egyedül, illetve közösségben (négylábú) állatok mozgása Hogyan iszik a tyúk? a fej lehajtásának kezdete a csőr eléri a vizeta csőr kiemelése a vízből a fej felemelésének vége Csányi Vilmos Etológia c. könyvéből (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2002) (Erről beszél majd Horváth Gábor)

ügető ló gyors állatok etológiája „lassított felvétel” Eadweard Muybridge, 1878 — a ló indítja a felvételt (Leland Stanford lótenyésztő $ fogadása) Fehér pálya, 1/1000 s zársebesség, igen érzékeny film idő, ms Stanford megnyerte a fogadást (A részletekről majd Horváth Gábor előadásában hallhatnak.)

molekuláris történések időskálája másodperc tera- giga- mega- kilo- mikro- milli- nano- pico- femto- atto- zepto- yocto- peta- a Föld kora az ember megjelenése az emberi élet hossza egy nap egy perc molekula-foton kölcsönhatás nukleonok mozgása atommagban atommag-neutrino kölcsönhatás triplett gerjesztett állapot élettartama szingulett gerjesztett állapot élettartama molekula- forgás molekula- rezgés elektron- és energia- átadás szolvatáció rezgési energia- eloszlás Időskála Elemi reakciók időablaka Számítógépek órajele

kémiai történések mérési tartománya tera- giga- mega- kilo- mikro- milli- nano- pico- femto- atto- zepto- yocto- peta- a Föld kora az ember megjelenése az emberi élet hossza egy nap egy perc molekula-foton kölcsönhatás nukleonok mozgása atommagban atommag-neutrino kölcsönhatás triplett gerjesztett állapot élettartama szingulett gerjesztett állapot élettartama molekula- forgás molekula- rezgés elektron- és energia- átadás szolvatáció rezgési energia- eloszlás Időskála keverés után stopper áramlás távolság beállítása villanófény fotolízis optikai úthossz lézer- fotolízis oszcilloszkóp módus- szinkronizáció késleltetés erősített lézerek + impulzus összenyomás késleltetés

időfelbontás az időfelbontás növekedése áramlásos módszerek távolság beállítása villanófény-fotolízis + relaxáció optikai úthossz, oszcilloszkóp nanoszekundumos lézerek (módusszinkronizáció) oszcilloszkóp, késleltetés pikoszekundumos lézerek gyűrűs elrendezés; CPM oszcilloszkóp, késleltetés erősített lézerek + impulzus összenyomás késleltetés 36 év alatt szeres növekedés!!

Gyorsáramlásos módszer (1949-ig; 10 –3 s)

Megállított áramlásos reaktor („Stopped flow”, 1940-től, 10 –3 s)

Villanófény-fotolízis (1949-től; 10 –5 s) Nobel-díj: Norrish, Porter; 1967

Impulzuslézerek (1960-tól; 10 –9 s)

Gyűrűs elrendezésű módusszinkronizált lézerek CPM ring laser (Colliding Pulse Mode locked; 1974-től, 10 –12 s)

pump-probe CPM lézererősítő Nd:YAG lézer Ar - ion lézer detektor D2OD2O minta CPM lézererősítő Nd:YAG lézer Ar - ion lézer detektor D2OD2O gerjesztés mérés referencia késleltetés minta 1 fs = 0,3  m fényút Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: a kísérleti berendezés

Késleltetés 1 Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: az időbeli késleltetés idő intenzitás gerjesztés  késleltetés mérés

Késleltetés 2 idő intenzitás gerjesztés  késleltetés mérés Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: az időbeli késleltetés

Késleltetés 3 idő intenzitás gerjesztés  késleltetés mérés Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: az időbeli késleltetés

Késleltetés 4 idő intenzitás gerjesztés  késleltetés mérés Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: az időbeli késleltetés

Átmeneti állapot AB + CA + BC Potenciális energia R BC R AB R BC Vetület („térkép”): átmeneti állapot [A····B····C] ‡ AB + C A + BC Az átmeneti állapot elmélet (1935) az átmeneti állapot élettartama ~10 –13 s

Átmeneti állapot 2 Az átmeneti állapot elmélet

Egy kis lézerkémia: lézerfotolízis A– B – CA– B – CA + BC alapállapot gerjesztett állapot magasabb gerjesztett állapot Potenciális energia A – BC távolság lézerfotolízis

Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: a kísérleti berendezés lézerekről: pump-probe 1 1 m A kanadai Sherbrooke-i Egyetem 1988-ban létesített femtokémiai laboratóriuma részletek…

Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: a kísérleti berendezés pump-probe 4 10 cm10 cm Az MTA SZFKI 2002-ben épített femtoszekundumos lézerberendezése

Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: a kísérlet elve 1 fs = 0.3  m fényút rövid impulzusok  koherencia és szelektivitás pump-probe 5 ~ 100 fs

koherencia inkoherens mozgás, koherens mozgás, nincs szelektivitásnincs szelektivitás jó szelektivitás

Ahmed Zewail, az évi kémiai Nobel-díjas 1946-ban született Egyiptomban. Tanulmányai: Alexandriai Egyetem (Egyiptom), majd Pennsylvaniai Egyetem (U.S.A.) Ph. D A Nobel-díjat kémiai reakciók átmeneti állapotainak femtoszekundumos spektroszkópiai vizsgálataiért kapta. 1974–76 a University of California Berkely munkatársa, 1976– a California Institute of Technology munkatársa, 1990– professzor, a kémiai-fizikai részleg vezetője. Wolf-díj (1993), Nobel-díj (1999). (Ki Kicsoda, 2000) Zewail

1stEC opening plenary lecture, Monday 9 AM: Ahmed Zewail (Pasadena, U.S.A.): 4D chemistry and biology

Reakciótípusok, potenciálfelületek, ultragyors kinetika: az ICN molekula disszociációja ICNI + CN[I····CN ] ‡ I ··· CN

Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: hogyan készül a lassított felvétel? erősítő minta detektor késleltetés gerjesztés mérés referencia Nd:YAG lézer Ar-ion lézer CPM lézer 1. a minta felé indul egy gerjesztő impulzus 2. a gerjesztő impulzust követi adott késleltetéssel egy mérő impulzus 3. a detektor megméri a teljes lézerindukált fluoreszcenciát 4. a következő gerjesztő impulzus csak másodperc után indul 1 fs = 0.3  m fényút lassított felvétel

1. a minta felé indul egy gerjesztő impulzus 1. a rajtpisztolyra elindul a futam 2. a gerjesztő impulzust követi adott késleltetéssel egy mérő impulzus 2. a rajtot követően adott helyen álló kamerához ér a mezőny 3. a detektor megméri a teljes lézerindukált fluoreszcenciát 3. a kamera ekkor felvesz egyetlen képkockát 4. a következő gerjesztő impulzus csak másodperc után indul 4. a következő futam csak 30 ezer év múlva indul Analógia: 100 méteres futóverseny videofelvétele hogyan készül a lassított felvétel? lassított felvétel 2

molekulasugár Spektroszkópia femtoszekundum időfelbontással: független molekulák viselkedése molekulasugár és lézernyaláb keresztezése vákuumban Ahmed Zewail: Nobel előadás, december 8.

Reakciótípusok, potenciálfelületek, ultragyors kinetika: bimolekulás reakció a gerjesztő impulzus elindítja a bimolekulás reakciót bimolekulás1 H IH · CO 2 van der Waals komplex repül a molekulasugárban H H a gerjesztő impulzus hatására az IH molekula disszociál → a H -atom a CO 2 -re lökődik

bimolekulás2 H kialakul a H · · · CO 2 átmeneti állapot Reakciótípusok, potenciálfelületek, ultragyors kinetika: bimolekulás reakció H a reakció termékei, az OH gyök és a CO molekula eltávolodnak egymástól koherens módon lejátszódik a bimolekulás reakció

bimolekulás3 Reakciótípusok, potenciálfelületek, ultragyors kinetika: bimolekulás reakció H + OCO  [H···O···C – O ] ‡  HO + CO 1. lépés: a reakció indítása: IH · CO 2  I + H · CO 2 2. lépés: bimolekulás reakció: Potenciális energia reakciókoordináta H + OCO [H···O···C – O ] ‡ HOCO völgy HO + CO Eredmény: az OH-gyök lézerindukált fluoreszcenciája kb. 5 ps felfutással alakul ki

Elektron oldódása poláros oldószerekben (példák saját kutatásaimból) vízbenmetanolban Válaszok / elektron

ED, EC, EM További fejlemények, lehetőségek UED: ultragyors elektrondiffrakció a detektáló lézerimpulzussal megvilágított fotokatód, az innen távozó elektronokkal meghatározható a szerkezet UEC: ultragyors elektronkrisztallográfia mint az UED, de kristály szórja az elektronokat UEM: ultragyors elektronmikroszkópia mint az UED, de nem diffrakció, hanem transzmissziós elektronmikroszkópia UXD: ultragyors röntgendiffrakció mint az UED, de rövid lézerimpulzusokkal előállított röntgenimpulzusokkal határozható meg a szerkezet röntgenimpulzusok: lehetőség 10 – 18 s időfelbontásra attofizika ??

Ez kb. 10 –12 másodperc ideig tart Kívánom, hogy a folyóirat még legalább másodperc ideig fennmaradjon – közelítve ezzel a címlap kozmikus objektumának életkorához !!