从一个山谷徒步到另一个山谷，途经一个山口，最终你会到达旅程的最高点，在那里你可能会短暂地停下来欣赏风景，然后再下山。那一刻可以很好地类比化学的一个谜团：短暂的过渡态，它发生在反应中的分子即将转化为新的化学物质时。
长期以来，科学家们一直认为过渡态太不稳定且转瞬即逝，无法观察到。但麻省理工学院的化学家们现在已经测量了过渡态的能量。正如山口的高度限制了徒步旅行者到达山顶所需的时间一样，过渡态的能量特性决定了化学反应物采用新构象所需的时间。
为了进行关键测量，当时在麻省理工学院的研究生约书亚·巴拉班和他的同事用激光激发了乙炔。在这个简单的反应中，分子从线性构象扭曲成锯齿形构象。乙炔在吸收更高强度的光时可预测地振动，但在它从直线变为锯齿形的那一瞬间之前，振动停止了，为观察难以捉摸的过渡态提供了一个窗口。
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“我们发现，当分子从一种构象跃迁到另一种构象时，振动频率会降至零，”巴拉班说，他现在在科罗拉多大学博尔德分校工作。通过测量振动暂停之前的能量，该团队可以表征过渡态的能量特性。该结果最近发表在《科学》杂志上。
巴拉班的德国吉森尤斯图斯·李比希大学的同事格奥尔格·梅劳发现，该方法也适用于追踪更复杂的氰化氢向异氰化氢的转化过程。巴拉班说，量化这一短暂时刻的能力“在化学重要的任何地方都很重要”。例如，更好地了解燃料燃烧反应中的过渡态可以使科学家能够设计出燃油效率更高的汽车。