京都大学（京大），Wurzburg大学，理化学研究所（理研）の共同研究グループは，世界で初めて，液体表面近くで起こる電子移動反応をリアルタイムに観測するフェムト秒時間・角度分解光電子分光に成功した（プレスリリース）。光電子分光は，真空中で物質から電子を放出させ，その速度を測定する手法。

京大グループは，水溶液表面近くに存在する，かご状のアミン分子（DABCO）やヨウ素原子負イオンに，60フェムト秒の時間幅をもつ紫外域のレーザ光パルスを照射し，これらの分子や原子の電子が溶媒である液体の水中へ移動する反応を開始させ，その過程を第2の紫外線パルス（60フェムト秒）を用いてリアルタイムに測定した。

第2のパルスを照射するタイミングを変えることで，液体から放出される電子の時間的変化を捉え，速度と角度を詳細に測定することで分子や原子の回りの溶液環境や電子移動反応の速さや移動方向を解明している。

Wurzburg大グループによる溶液中のDABCO分子の電子状態や電子移動反応の理論モデル作成と，その量子力学的計算により実験結果を定性的に再現したことで，京大グループの実験結果を理論からも裏付けることに成功した。

この成果は，液体表面や液体内部にある分子の化学反応を明らかにする新手法を提案したものであり，基礎科学的に極めて価値の高いもの。今後は，レーザ，放射光，Ｘ線自由電子レーザなど，様々な光源と組み合わせた実験を行なうことで，生体分子の放射線損傷やナノ粒子を利用した太陽エネルギーの光電変換などの研究への応用が期待される。