Natuurkundigen hebben afbeeldingen gepubliceerd van complexe moleculen die zijn gemaakt met röntgenlasers

In een techniek die bekend staat als Coulomb-explosiebeeldvorming, wordt een ultrakorte puls met hoge intensiteit gegenereerd

Röntgenlaser "schakelt" moleculen uitveel elektronen. Vanwege de sterke elektrostatische afstoting tussen de resterende positief geladen atomen explodeert het molecuul binnen enkele femtoseconden (miljoenste van een miljardste van een seconde) en vliegen de individuele atomen uit elkaar en worden gedetecteerd door de detector.

Onze groep en vele andere onderzoekersAl geruime tijd worden soortgelijke experimenten uitgevoerd om de Coulomb-explosie te visualiseren, maar we hebben nog nooit zulke heldere beelden van zo'n relatief groot molecuul kunnen krijgen', aldus Rolles.

“Een van de belangrijkste punten van het experiment was:dat we alle waterstofatomen konden zien, die moeilijk te volgen zijn met meer traditionele methoden zoals röntgenstraling of elektronendiffractie”, voegde Rudenko eraan toe.

De resulterende afbeeldingen zijn een belangrijke stap inmanier om moleculaire "films" op te nemen waarvan de onderzoekers hopen dat ze zullen worden gebruikt om de details van biochemische, chemische en fysieke reacties met hoge resolutie te observeren.

SLAC National Laboratory in Stanfordgaat zijn verbeterde hoogfrequente röntgenlaser LCLS-2 in de herfst van 2022 lanceren - hij zal 1000 keer meer pulsen per seconde produceren dan het huidige lasermodel. De combinatie van ongelooflijk hoge herhalingssnelheden met de gedemonstreerde Coulomb-explosie-beeldvormingstechniek belooft een revolutie teweeg te brengen op het gebied van moleculaire "filmmaken", wat belangrijke technologische gebieden ten goede komt, zoals omzetting van zonne-energie, fotokatalyse en kunstmatige fotosynthese.

"We hebben onlangs meer dan $ 1,1 miljoen ontvangen vanNational Science Foundation om een ​​femtoseconde laser aan te schaffen met een hoge herhalingssnelheid van 100 kHz voor ons laboratorium. Met de nieuwe laser en wat we hebben geleerd over de visualisatie van de Coulomb-explosie, hopen we dat we hier ook soortgelijke 'films' kunnen maken', zei Rudenko.

Lees verder

De grootste stamboom van de mensheid toonde de geschiedenis van onze soort

Het gevaar van gratis VPN's. Waarom kunnen ze niet worden gedownload en hoe kun je jezelf beschermen?

Waarom Ganymedes de vreemdste maan is en er leven op is?