I fisici hanno pubblicato immagini di molecole complesse scattate con laser a raggi X

In una tecnica nota come imaging di esplosione di Coulomb, un impulso ad alta intensità e ultrabreve

Il laser a raggi X “elimina” le molecolemolti elettroni. A causa della forte repulsione elettrostatica tra i restanti atomi carichi positivamente, la molecola esplode in pochi femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondo) e i singoli atomi si separano e vengono rilevati dal rilevatore.

Il nostro gruppo e molti altri ricercatoriPer qualche tempo sono stati condotti esperimenti simili per visualizzare l'esplosione di Coulomb, ma non siamo mai stati in grado di ottenere immagini così nitide di una molecola relativamente grande prima ", ha affermato Rolles.

“Uno dei punti chiave dell'esperimento è statoche siamo stati in grado di vedere tutti gli atomi di idrogeno, che sono difficili da tracciare con metodi più tradizionali come i raggi X o la diffrazione elettronica", ha aggiunto Rudenko.

Le immagini risultanti sono un passo importantemodo per registrare "filmati" molecolari che i ricercatori sperano possano essere utilizzati per osservare i dettagli delle reazioni biochimiche, chimiche e fisiche ad alta risoluzione.

Laboratorio nazionale SLAC a Stanfordlancerà il suo laser a raggi X ad alta frequenza aggiornato LCLS-2 nell'autunno del 2022: produrrà 1000 volte più impulsi al secondo rispetto all'attuale modello laser. La combinazione di velocità di ripetizione incredibilmente elevate con la tecnica dimostrata di imaging dell'esplosione di Coulomb promette di rivoluzionare il campo della "produzione cinematografica" molecolare, a vantaggio di importanti campi tecnologici come la conversione dell'energia solare, la fotocatalisi e la fotosintesi artificiale.

“Recentemente abbiamo ricevuto oltre $ 1,1 milioni daNational Science Foundation per l'acquisto di un laser a femtosecondi con un'elevata frequenza di ripetizione di 100 kHz per il nostro laboratorio. Con il nuovo laser e ciò che abbiamo appreso sulla visualizzazione dell'esplosione di Coulomb, speriamo di poter girare anche qui "film" simili", ha affermato Rudenko.

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