Физики опубликовали снимки сложных молекул, снятые с помощью рентгеновских лазеров

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

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука
2024 год стал самым жарким за полтора века: впервые превышен предел в 1,5°С
Наука