Fysikere har publisert bilder av komplekse molekyler tatt med røntgenlasere

I en teknikk kjent som Coulomb eksplosjonsavbildning, en høy intensitet og ultrakort puls

Røntgenlaser "slår ut" molekylermange elektroner. På grunn av den sterke elektrostatiske frastøtingen mellom de gjenværende positivt ladede atomene, eksploderer molekylet i løpet av noen få femtosekunder – milliondeler av en milliarddels sekund – og de enkelte atomene flyr fra hverandre og blir oppdaget av detektoren.

Vår gruppe og mange andre forskereI noen tid har lignende eksperimenter blitt utført for å visualisere Coulomb-eksplosjonen, men vi har aldri vært i stand til å få så klare bilder av et så relativt stort molekyl før, sa Rolles.

"Et av hovedpunktene i eksperimentet varat vi var i stand til å se alle hydrogenatomene, som er vanskelige å spore med mer tradisjonelle metoder som røntgenstråler eller elektrondiffraksjon, la Rudenko til.

De resulterende bildene er et viktig skritt innmåte å ta opp molekylære "filmer" som forskerne håper vil bli brukt til å observere detaljene i biokjemiske, kjemiske og fysiske reaksjoner i høy oppløsning.

SLAC National Laboratory i Stanfordkommer til å lansere sin oppgraderte høyfrekvente røntgenlaser LCLS-2 høsten 2022 – den vil produsere 1000 ganger flere pulser per sekund enn dagens lasermodell. Kombinasjonen av utrolig høye repetisjonshastigheter med den demonstrerte Coulomb-eksplosjonsbildeteknikken lover å revolusjonere feltet for molekylær "filmskaping", til fordel for viktige teknologiske felt som solenergikonvertering, fotokatalyse og kunstig fotosyntese.

"Vi mottok nylig over 1,1 millioner dollar fraNational Science Foundation for å kjøpe en femtosekundlaser med en høy repetisjonshastighet på 100 kHz for vårt laboratorium. Med den nye laseren og det vi har lært om visualiseringen av Coulomb-eksplosjonen, håper vi at vi vil være i stand til å ta opp lignende «filmer» her også,» sa Rudenko.

Les mer

Menneskehetens største slektstre viste historien til arten vår

Faren for gratis VPN-er. Hvorfor kan de ikke lastes ned og hvordan beskytter du deg selv?

Hvorfor Ganymedes er den merkeligste månen og er det liv på den