Fysikere har offentliggjort billeder af komplekse molekyler taget med røntgenlasere

I en teknik kendt som Coulomb eksplosionsbilleddannelse, en høj intensitet og ultrakort puls

Røntgenlaser "slår ud" molekylermange elektroner. På grund af den stærke elektrostatiske frastødning mellem de resterende positivt ladede atomer eksploderer molekylet i løbet af få femtosekunder – milliontedele af en milliardtedel af et sekund – og de enkelte atomer flyver fra hinanden og bliver detekteret af detektoren.

Vores gruppe og mange andre forskereI nogen tid har lignende eksperimenter været udført for at visualisere Coulomb-eksplosionen, men vi har aldrig før været i stand til at få så klare billeder af et så relativt stort molekyle,” sagde Rolles.

"Et af hovedpunkterne i eksperimentet varat vi var i stand til at se alle brintatomerne, som er svære at spore med mere traditionelle metoder som røntgenstråler eller elektrondiffraktion,” tilføjede Rudenko.

De resulterende billeder er et vigtigt skridt indmåde at optage molekylære "film", som forskerne håber vil blive brugt til at observere detaljerne i biokemiske, kemiske og fysiske reaktioner i høj opløsning.

SLAC National Laboratory i Stanfordkommer til at lancere sin opgraderede højfrekvente røntgenlaser LCLS-2 i efteråret 2022 - den vil producere 1000 gange flere pulser i sekundet end den nuværende lasermodel. Kombinationen af ​​utrolig høje gentagelseshastigheder med den demonstrerede Coulomb-eksplosionsbilleddannelsesteknik lover at revolutionere området for molekylær "filmfremstilling", til gavn for vigtige teknologiske områder som solenergiomdannelse, fotokatalyse og kunstig fotosyntese.

"Vi modtog for nylig over 1,1 millioner dollars fraNational Science Foundation til at købe en femtosekund laser med en høj gentagelseshastighed på 100 kHz til vores laboratorium. Med den nye laser og det, vi har lært om visualiseringen af ​​Coulomb-eksplosionen, håber vi, at vi også her vil være i stand til at optage lignende "film", sagde Rudenko.

Læs mere

Menneskehedens største stamtræ viste vores arts historie

Faren ved gratis VPN'er. Hvorfor kan de ikke downloades, og hvordan beskytter du dig selv?

Hvorfor Ganymedes er den mærkeligste måne, og er der liv på den