כימיה היא עסק מסורבל. תגובות כימיות מורכבות כוללות בדרך כלל שלבים רבים, ומייצרות לעיתים קרובות פסולת רעילה. כדי להפיק חומר מסוים מחומרים אחרים, יש צורך, בדרך כלל, לערבב את חומרי המוצא, לספק אנרגיה, להוסיף זרזים. הרבה עבודה. לא פלא שלכימאים יש חלום: הם מקווים לבצע יום אחד תגובות כימיות באמצעות קרן לייזר, שתכוון למולקולה מסוימת ותגרום לשבירת קשרים כימיים מסוימים בה, באופן בררני. קל, חד, חלק ופשוט.
אמנם, לאכזבתם של אלכימאים ואנשים אחרים, שיטה זו לא תצלח להפיכת עופרת לזהב (לשם כך יש צורך לשנות את גרעיני האטומים, דבר שאי-אפשר לעשות באמצעות קרן לייזר), אבל היא עשויה להציע יתרונות לא מבוטלים בתחום הגברת היעילות של תגובות כימיות שונות, ובביצוען בדרכים נקיות וזולות. למשל, כיום מייצרים תרופות שונות בתהליכים כימיים אורגניים מורכבים הכוללים עשרות תמורות. באמצעות לייזר ייתכן שאפשר יהיה לייצר בעתיד אותן תרופות בתהליכים פשוטים ויעילים בהרבה.
פרופ' דויד טנור, מהמחלקה לפיסיקה כימית שבפקולטה לכימיה במכון ויצמן למדע, סבור, שהשיטה עשויה להיכנס בעתיד לשימוש תעשייתי. האופטימיות שלו נובעת מהקצב המהיר של המחקר במעבדות מובילות בעולם, ובהן גם מעבדתו במכון ויצמן. באחרונה הצליחו פרופ' טנור ותלמיד המחקר דויד אבישר, בעבודתם התיאורטית, לפתח דרך שיטתית לשיחזור השינויים הגיאומטריים המתחוללים במולקולה אחרי שהיא עוברת למצב "מעורר", כתוצאה מחשיפה לקרינה. במצב זה פולטות המולקולות אור בעיתוי מסוים ובאורך גל מסוים. במאמר שפירסמו בכתב-העת המדעי Physical Review Letters מתארים המדענים כיצד ניתחו את האור הנפלט, ושיחזרו באמצעות נתוניו את התהליכים שהתחוללו במולקולה בזמן ההתעוררות.
כאשר מולקולות מתעוררות, מתחוללים בהן שינויים רבים: לפעמים הן נמתחות או מתפתלות, וחלק מהקשרים הכימיים עשויים להישבר. השיחזור שנעשה במכון ויצמן, הבנוי משורה של תמורות מתמטיות, מגלה את הרצף המדויק של האירועים שהתחוללו במולקולת ליתיום הבנויה משני אטומים, החל מהזמן שהיא מתעוררת ועד שהיא מתפרקת. כעת מתכננים המדענים לבצע שיחזור דומה עם מולקולות גדולות יותר, הבנויות משלושה אטומים ויותר.
שיחזורים מסוג זה מספקים מידע חיוני על השינויים שגורם האור במבנה המולקולה. מידע כזה יכול להצביע על הדרך לשינוי הקשרים האלה לפי הצורך. למשל, אם נדע אילו קשרים נחלשים או נשברים כתוצאה מהתעוררות, אפשר יהיה להפוך את תהליך השבירה ליעיל ובררני יותר באמצעות הבזקי לייזר. התובנות החדשות שהושגו במחקר זה עשויות לקדם גם את חקר החומר באטמוספירה ובסטרטוספירה, בהן נמצאות מולקולות מעוררות רבות כתוצאה מחשיפה לאור השמש.
