一个国际团队第一次在BESSY II上追踪了重分子——在这个例子中是溴氯甲烷——在吸收x射线时如何分解成更小的碎片。使用一种新开发的分析方法，他们能够可视化这一过程的超快动力学。在这个过程中，x射线光子触发了“分子弹射效应”：轻原子群首先被弹射出去，类似于弹射器发射的弹丸，而较重的原子——溴和氯——分离得更慢。
当x射线击中分子时，它们可以将电子从某些轨道上撞出来，进入极高的高能状态，从而破坏化学键。这通常发生得非常快，只需几飞秒（10-15秒）。虽然这种现象已经在氨、氧、盐酸或简单碳化合物等轻分子中研究过，但在原子较重的分子中几乎没有研究过。
一个来自法国和德国的研究小组现在研究了含卤素分子的快速衰变。他们集中研究了一种分子，其中溴原子和氯原子通过一个轻桥——烷基（CH2）连接在一起。测量是在BESSY II的XUV光束线上进行的。
x射线的吸收导致分子键断裂，产生可以分析的离子碎片。科学家们能够根据测量数据制作出可视化图像。它显示了原子在键断裂之前的短暂中间态中是如何运动的。为此，该团队开发了一种新的分析方法，称为IPA（离子对平均），并将其与从头算理论计算相结合，重建了这一过程。
结果表明，像CH2这样的轻原子团首先被喷射出来，而更重的原子——溴和氯——被留下，因此分离得更慢。有趣的是，这种类似弹射器的行为只发生在特定的x射线能量下。理论模拟与实验观察结果一致，强调了轻原子团的振动在触发这些超快反应中的关键作用。
“这项研究强调了x射线照射下分子解离的独特动力学，”Oksana Travnikova博士（法国索邦大学CNRS）说，他是这项研究的第一作者，现已发表在《J. Phys》上。化学。列托人。特别地，它显示了轻团的弹射式运动引发了重团的分离，这一过程在非常短的时间内展开。这些发现可以加深我们对分子水平上的化学反应以及高能辐射如何影响复杂分子的理解。
