فیزیک مولکولی٢
با استفاده از چشمه‌های لیزری جدید، می‌توان ترازهای الکترونی مولکول‌ها را طی چند مرحله از طریق چند تراز میانی برانگیخت. این کار با ترکیب چند چشمه با طول موج‌های مختلف انجام می‌شود. با برانگیزش فوتونی دو مرحله‌ای، تعداد بسیار زیادی طرح آزمایشی جدید در دسترس قرار گرفته‌اند که در آن‌ها هم گزینش پذیری به حد کافی زیاد است و هم بازده کوانتومی که برای برآیندهای فوتوشیمیایی مولکولی مورد نیاز هستند.
زمینه دیگری که فیزیک مولکولی نوین در آن به همکاری بسیار موفقی با شاخه‌های دیگر علم رسیده است، مطالعه ساز و کارهای بنیادین واکنش‌های شیمیایی است. می‌دانیم مولکول‌هایی که بر یکدیگر اثر گذارند و با مختل کردن حالت‌های تعادلشان با هم بر هم کنش دارند، بازیگرهای اصلی فرآیندهای شیمیایی می‌باشند. فرآیندهایی که در محیط اطراف و در داخل بدن انسان بی‌وقفه در جریان هستند. اما بررسی تفصیلی این تغییرات مشابه فیلم برداری کند حرکت از مراحل مختلف واکنش است. مشکل این است که تعداد بسیار زیادی بازیگر، بدون نوبت می‌خواهند وارد صحنه شوند و به سرعت نقش خود را بازی کنند و این سرعت انقدر زیاد است که دنبال کردن آن دشوار می‌باشد. بر هم کنش مولکول‌ها به سادگی کشیدن کبریت و با چنان سرعتی رخ می‌دهد که ضبط تصاویر هر چه بیشتر چالش بزرگی برای فیلم بردار است.
لیزر به علت تکافام بودن، قابل تنظیم بودن و شدت تابش، تجهیزات آزمایشگاهی لازم برای مطالعه فرآیندها در سطح مولکولی را تغییر داده و دانشجویان سینتیک واکنش را به اهداف بالا نزدیک کرده است. با لیزر می‌توان واکنشگرها را در حالت‌های درونی برانگیخته معینی گذاشت که باعث تغییرات مولکولی می‌شوند. همچنین با لیزر می‌توان مولکول‌های نهایی را شناسایی و حالت‌های میانی توزیع انرژی را تحلیل کرد. به این ترتیب ، لیزر را به عنوان آشکارساز تغییرات مولکولی می‌توان به کار برد. کاربرد سوم لیزر که با موفقیت در حال آزمایش است این است که با لیزر می‌توان میدان‌های تابشی شدیدی ساخت، انقدر شدید که بتواند روی برهم کنش‌های مولکولی در مقیاس زمانی کسری از پیکو ثانیه موثر باشند.
با برنامه‌های رایانه‌ای عظیمی که می‌توانند محاسبات مفصل و طولانی انجام دهند، توانسته‌اند ارتباط بین اصول اولیه جهان کوانتومی و رفتار مواد را در جهان واقعی روشن کنند. با بهره‌گیری از طیف سنجی نوین، فناوری لیزر و استفاده از روش‌های باریکه مولکولی، می‌توان مولکول‌ها را به شکل اجزای منزوی یا در برهم کنش از طریق تک برخوردها با اتم‌ها، یا مولکول‌های دیگر مشاهده کرد.
طی دهه‌های اخیر شاهد رشد عظیمی در شناخت مولکول‌ها بوده‌ایم و درباره ویژگی‌ها و رفتار این سازه‌های جهان چیزهای زیادی آموخته‌ایم و این‌ها هم سازه‌هایی هستند که محیط اطرافمان و نهایتا خودمان را ساخته‌اند. فیزیک مولکولی ذاتا بسیار گسترده است و به همین خاطر اغلب در مرز پیشرفت علوم گوناگون قرار می‌گیرد و با زمینه‌های دیگر علوم، مهندسی و کاربردهای عملی تداخل دارد.
منابع کمکی: Molecular Quantum Mechanics،
The Physics of Atoms and Molecules
با تشکر
میلاد وهابیان