Femtochimia este o ramură a chimiei fizice care studiază reacțiile chimice pe intervale de timp foarte scurte, de ordinul femtosecundelor (de unde și numele). Pentru munca în acest domeniu , A. Zewail a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1999: „pentru studii în timp real ale reacțiilor chimice folosind spectroscopie femtosecundă ”. Principalul rezultat al lucrării este că a devenit posibilă observarea fluxului reacțiilor chimice elementare „în timp real” și, prin urmare, a creat o nouă ramură a chimiei - femtochimia, care studiază procesele chimice în intervalul de timp femtosecunde (10 −15 - 10). −12 secunde ). Studiul reacțiilor elementare este implicat într-o secțiune specială de chimie- dinamică chimică . Sarcina principală a dinamicii chimice este de a determina structura stării de tranziție și de a urmări dinamica formării și dezintegrarii acesteia în timp real.
Dezvoltarea laserelor și, în special, a laserelor cu impulsuri ultrascurte , a extins orizonturile chimiei și a oferit o descoperire în studiul cineticii interacțiunilor chimice elementare ( 10–100 fs sau 10–14–10–13 s ). Acești timpi sunt mult mai scurti decât perioada de oscilație a atomilor din molecule (100 fs – 10 ps sau 10–13–10–11 s ). Datorită acestui raport de timpi, femtochimia „vede” reacția chimică în sine - cum se mișcă atomii în timp și spațiu atunci când compușii inițiali sunt transformați în produse. Aceasta este o realizare majoră a chimiei moderne: a deschis căi directe de a studia mecanismele reacțiilor chimice și, prin urmare, modalități de control al reacțiilor. Progresele făcute în utilizarea impulsurilor femtosecunde au condus la descoperirea unei alte științe - femtobiologia . Caracteristicile impulsurilor femtosecunde fac posibil: să ofere o rezoluție temporală ridicată, să formeze pachete de unde vibraționale-rotaționale coerente , să desfășoare cu ușurință procese de absorbție multifotonice , să acționeze pe suprafața de energie potențială . Principalele direcții ale acestui nou domeniu de cercetare sunt studiul proceselor chimice microscopice detaliate și controlul lor pe o scară de timp femtosecundă.