從一個山谷徒步到另一個山谷，途經一個山口，最終你會到達旅程的最高點，在那裡你可能會短暫地停下來欣賞風景，然後再下山。那一刻可以很好地類比化學的一個謎團：短暫的過渡態，它發生在反應中的分子即將轉化為新的化學物質時。
長期以來，科學家們一直認為過渡態太不穩定且轉瞬即逝，無法觀察到。但麻省理工學院的化學家們現在已經測量了過渡態的能量。正如山口的高度限制了徒步旅行者到達山頂所需的時間一樣，過渡態的能量特性決定了化學反應物採用新構象所需的時間。
為了進行關鍵測量，當時在麻省理工學院的研究生約書亞·巴拉班和他的同事用雷射激發了乙炔。在這個簡單的反應中，分子從線性構象扭曲成鋸齒形構象。乙炔在吸收更高強度的光時可預測地振動，但在它從直線變為鋸齒形的那一瞬間之前，振動停止了，為觀察難以捉摸的過渡態提供了一個視窗。
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“我們發現，當分子從一種構象躍遷到另一種構象時，振動頻率會降至零，”巴拉班說，他現在在科羅拉多大學博爾德分校工作。透過測量振動暫停之前的能量，該團隊可以表徵過渡態的能量特性。該結果最近發表在《科學》雜誌上。
巴拉班的德國吉森尤斯圖斯·李比希大學的同事格奧爾格·梅勞發現，該方法也適用於追蹤更復雜的氰化氫向異氰化氫的轉化過程。巴拉班說，量化這一短暫時刻的能力“在化學重要的任何地方都很重要”。例如，更好地瞭解燃料燃燒反應中的過渡態可以使科學家能夠設計出燃油效率更高的汽車。