```json
{
    "title": "Физики впервые проследили за сверхбыстрым переносом протона и электрона",
    "url": "https://gradnauki.ru/sci/128003",
    "datePublished": "2026-10-06",
    "dateModified": "2026-10-06",
    "language": "ru-RU",
    "description": "Ученые из США впервые смогли детально зафиксировать один из самых быстрых и фундаментальных процессов в природе – сопряженный перенос протона и электрона. Этот механизм лежит в основе фотосинтеза и преобразования…",
    "author": "Алихан Ташенов",
    "publisher": "Град науки"
}
```

# Физики впервые проследили за сверхбыстрым переносом протона и электрона

Ученые из США впервые смогли детально зафиксировать один из самых быстрых и фундаментальных процессов в природе – сопряженный перенос протона и электрона. Этот механизм лежит в основе фотосинтеза и преобразования энергии в живых организмах. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, могут ускорить разработку более эффективных топливных элементов, проточных батарей и катализаторов.

Реакции, в которых протоны (положительно заряженные частицы) и электроны (отрицательно заряженные) движутся согласованно, отличаются высокой скоростью и эффективностью. Они позволяют молекулам обходить промежуточные стадии, требующие больших затрат энергии. Однако из-за чрезвычайно короткой продолжительности – речь идет о фемтосекундах – за такими процессами крайне сложно наблюдать.

Команда исследователей под руководством Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) при участии специалистов из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и нескольких университетов решила эту проблему. Ученые использовали комбинацию передовых методов: сверхбыструю рентгеновскую спектроскопию и рассеяние на ускорителе LCLS в SLAC, а также квантово-химические расчеты и компьютерное моделирование.

В ходе эксперимента ученые отследили, как под действием света изменяется электронная структура молекулы на основе рутения, когда она захватывает протон. Впервые удалось зафиксировать не только внутренние изменения в молекуле, но и одновременную перестройку окружающих ее молекул воды. Исследование показало, что эти два процесса – локальные электронные сдвиги и реорганизация водной среды – происходят согласованно.

Несмотря на то что сам протон напрямую зафиксировать не удалось из-за его слабой реакции на рентгеновское излучение, сопоставление экспериментальных данных с результатами моделирования позволило точно описать его роль. Разработанный подход теперь можно применять для изучения более сложных химических систем, что открывает новые возможности для управления реакциями, лежащими в основе технологий преобразования и хранения энергии.