Физикам впервые удалось проследить, как радиация разрушает молекулы воды

Ученые впервые проследили за процессом разрушения воды радиацией. Об этом пишет пресс-служба Аргоннской национальной лаборатории (ANL) со ссылкой на статью в научном журнале Science.

Химические реакции в природе длятся очень быстро — десятки фемтосекунд, квадриллионных долей секунды. За это время атомы в молекулах исходных веществ успевают произвести процессы взаимодействия и занять свои новые позиции. При этом электроны в них взаимодействуют еще быстрее — за десятки или сотни аттосекунд, тысячных долей фемтосекунды.

Ученым удалось начать изучение этих процессов за счет сверхбыстрых лазеров и ускорителей частиц, которые могут производить сверхкороткие вспышки рентгеновского и гамма-излучения длиной в несколько фемтосекунд.

Рентгеновские лучи улавливают сверхбыструю реакцию переноса протона в ионизированной жидкой воде, образуя гидроксильный радикал (ОН) и ион гидрония (H3O +)

Физики из Аргоннской национальной лаборатории с помощью этих устройств смогли впервые посмотреть, как радиация взаимодействует с водой. Эксперименты показали, как гамма-излучение выбивает электроны из ее молекул.

Мы впервые проследили за самой быстрой химической реакцией, которая может происходить в ионизированной воде, — рождением гидроксильного радикала (-OH). Изучение такого иона важно, так как он легко проникает через различные барьеры в организме и может повреждать все важные биомолекулы, в том числе РНК, ДНК или белки.

Линда Янг, один из авторов работы

После того, как фотон выбивает электрон из молекулы воды в ходе взаимодействия с другими веществами, она приобретает положительный заряд и притягивает своих соседей. Когда одна из соседних молекул сближается с ней на достаточно близкое расстояние, происходит сверхбыстрая реакция, в ходе которой заряженная молекула воды отдает один из протонов и распадается. В результате этого возникает гидроксоний, комплексное соединение протона и воды (H3O+), а также OH-ион, который мгновенно соединяется с выброшенным ранее электроном.

Опыт с молекулой воды проходил с помощью сверхбыстрого и мощного рентгеновского лазера LCLS. При этом в таком эксперименте он служит как источник ионизирующего излучения, так и как средство для изучения процесса разрушения молекул воды.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В каких странах больше боятся замены людей на ИИ, показало исследование
Наука
Мини-землетрясения под ледяным щитом Гренландии могут изменить уровень моря
Наука
Посмотрите, как Blue Ghost летит над обратной стороной Луны
Космос
Польский стартап представил робота с искусственными мышцами и костями
Новости
Ископаемые находки меняют представление об эволюции неандертальцев
Наука
Microsoft представила квантовый чип Majorana 1 «из новой формы материи»
Новости
Посмотрите на огненный дождь в небе: фрагменты ракеты SpaceX упали в Европе
Космос
Жители России смогут наблюдать редкое астрономическое явление в феврале
Космос
Ученые продвинулись на пути к сверхпроводимости при комнатной температуре
Наука
ИИ-лаборант от Google поможет ученым ускорить открытия
Наука
SR Space испытала ключевые элементы метанового двигателя РД-1
Космос
Китайская камера сможет с орбиты различать лица людей на земле
Новости
Названа главная опасность наушников с шумоподавлением
Наука
Крупнейший в мире ИИ-центр обработки данных построят в Южной Корее
Новости
Квантовое доказательство души: ученые зафиксировали активность мозга перед смертью
Наука
Что случится, если через тело пройдет крошечная черная дыра: ученые нашли ответ
Космос
Случайный цифровой сигнал помог решить главную проблему астрономии
Космос
Минцифры уточнило правила включения софта в реестр российского ПО  
Новости
Ученые разглядели уникальный климат на планете в 900 световых годах от Земли
Космос
«Джеймс Уэбб» наблюдал «световое шоу» в центре Млечного Пути
Космос