Femtokemia on fysikaalisen kemian haara , joka tutkii kemiallisia reaktioita hyvin lyhyillä aikaväleillä femtosekuntien järjestyksessä (tästä nimi). Työstään tällä alalla A. Zewail sai Nobelin kemian palkinnon vuonna 1999: "reaaliaikaisista kemiallisten reaktioiden tutkimuksista femtosekuntispektroskopialla " . Työn pääasiallisena tuloksena on, että alkeiskemiallisten reaktioiden kulkua tuli mahdolliseksi tarkkailla "reaaliajassa" ja näin syntyi uusi kemian haara - femtokemia, joka tutkii kemiallisia prosesseja femtosekuntien aikavälillä (10 −15 - 10). -12 sekuntia ). Alkuainereaktioiden tutkimus liittyy erityiseen kemia- kemiallisen dynamiikan osioon . Kemiallisen dynamiikan päätehtävänä on määrittää siirtymätilan rakenne ja seurata sen muodostumisen ja hajoamisen dynamiikkaa reaaliajassa.
Lasereiden ja erityisesti ultralyhyiden pulssien lasereiden kehitys laajensi kemian horisontteja ja toi läpimurron alkeiskemiallisten vuorovaikutusten ( 10–100 fs tai 10–14–10–13 s ) kinetiikan tutkimuksessa. Nämä ajat ovat paljon lyhyempiä kuin atomien värähtelyjakso molekyyleissä (100 fs – 10 ps tai 10–13–10–11 s ). Tämän aikasuhteen ansiosta femtokemia "näkee" itse kemiallisen reaktion - kuinka atomit liikkuvat ajassa ja tilassa, kun lähtöyhdisteet muuttuvat tuotteiksi. Tämä on modernin kemian suuri saavutus: se avasi suoria tapoja tutkia kemiallisten reaktioiden mekanismeja ja siten tapoja hallita reaktioita. Femtosekuntien pulssien käytössä saavutetut edistysaskeleet johtivat toisen tieteen - femtobiologian - löytämiseen . Femtosekuntipulssien ominaisuudet mahdollistavat: korkean ajallisen resoluution, koherenttien värähtely-kiertoaaltopakettien muodostamisen, monifotoniabsorptioprosessien helpon suorittamisen, potentiaalisen energiapinnan vaikuttamisen . Tämän uuden tutkimusalan pääsuunnat ovat yksityiskohtaisten mikroskooppisten kemiallisten prosessien ja niiden hallinnan tutkiminen femtosekunnin aika-asteikolla.