I ett internationellt forskningssamarbete mellan Tsinghua University i Peking och Sorbonne University i Paris, forskare fann att fyra kolvätemolekyler, kända för sin inre ringstruktur, har en lägre tröskel för frisättning av överskottsenergi än molekyler utan liknande ringstruktur, eftersom en av deras elektroner sönderfaller från en högre till en lägre energinivå, ett fenomen som kallas Auger-effekten.

När en elektron från en av de lägre energinivåerna i en atom slås ut ur atomen genom en kollision med en annan elektron, det skapar ett utrymme där en av de högre energielektronerna kan falla, frigör också överskottsenergi. Denna energi frigörs i en elektron som kallas en Auger-elektron - och producerar en effekt som kallas Auger-sönderfall. Nu, Guoke Zhao från Tsinghua University i Peking, Kina och kollegor vid Sorbonne University i Paris, Frankrike har studerat Auger-effekten i fyra kolvätemolekyler, inklusive bensen, cyklohexan, och större kolväten. Alla de studerade molekylerna var aromatiska, dvs. innehöll bensenringar med pi-bindningar, i vilka atomer som ligger bredvid varandra delar elektroner. De fann att molekyler som innehåller en bensenring har en lägre tröskel för Auger-sönderfall. Tillämpningar inkluderar en behandling som kallas Auger-terapi, som används för att hjälpa cancerpatienter.

Augerförfall innebär ofta att atomer utsätts för högenergiröntgenstrålar, och kan användas för att studera identiteten av atomer i ett ämne. Men Auger-effekten har ännu inte studerats noggrant i vissa molekyler som är viktiga i vardagen, speciellt kolväten.

I den här studien, forskarna studerade Auger-spektra av molekyler med hjälp av beräkningsmodeller. De fann att molekyler med pi-elektroner har en lägre tröskel innan Auger-sönderfall inträffar än molekyler utan dem. Författarna hoppas att deras arbete kommer att uppmuntra ytterligare teoretiska och experimentella undersökningar i denna riktning.