;
Новости 7 марта 2022

Физики опубликовали снимки сложных молекул, снятые с помощью рентгеновских лазеров

Далее

Физики Канзасского государственного университета Дэниел Роллес и Артем Руденко, а также их аспирант Сян Ли вошли в состав международной исследовательской группы, опубликовавшей статью «Рентгеновский многофотонный индуцированный кулоновским взрывом изображения сложных одиночных молекул» в ежемесячном журнале Nature Physics.

В методе, известном как визуализация кулоновского взрыва, высокоинтенсивный и ультракороткий импульс рентгеновского лазера «выбивает» из молекулы множество электронов. Из-за сильного электростатического отталкивания между оставшимися положительно заряженными атомами молекула взрывается в течение нескольких фемтосекунд — миллионных миллиардных долей секунды — и отдельные атомы разлетаются и регистрируются детектором.

«Наша группа и многие другие исследователи какое-то время проводили аналогичные эксперименты по визуализации кулоновского взрыва, но нам никогда раньше не удавалось получить настолько четкие изображения такой относительно большой молекулы», — отметил Роллес.

«Одним из ключевых моментов эксперимента являлось то, что мы смогли увидеть все атомы водорода, которые трудно отследить с помощью более традиционных методов, таких как рентген или дифракция электронов», — добавил Руденко.

Полученные изображения являются важным шагом на пути к записи молекулярных «фильмов», которые, как надеются исследователи, будут использоваться для наблюдения за деталями биохимических, химических и физических реакций с высоким разрешением.

Национальная лаборатория SLAC в Стэнфорде собирается запустить свой модернизированный высокочастотный рентгеновский лазер LCLS-2 уже осенью 2022 года — он будет производить в 1000 раз больше импульсов в секунду, чем текущая модель лазера. Сочетание невероятно высоких частот повторения с продемонстрированной техникой визуализации кулоновского взрыва обещает революционизировать область молекулярного «кинопроизводства», что принесет пользу таким важным технологическим областям, как преобразование солнечной энергии, фотокатализ и искусственный фотосинтез.

«Недавно мы получили более $1,1 млн от Национального научного фонда на покупку фемтосекундного лазера с высокой частотой повторения 100 кГц для нашей лаборатории. С новым лазером и тем, что мы узнали о визуализации кулоновского взрыва, мы надеемся, что сможем снимать подобные “фильмы” и здесь», — рассказал Руденко.


Читать далее

Самое большое генеалогическое древо человечества показало историю нашего вида

Опасность бесплатных VPN. Почему их нельзя скачивать и как защитить себя?

Почему Ганимед — самый странный спутник и есть ли на нем жизнь