Fysiker har publicerat bilder av komplexa molekyler tagna med röntgenlaser

I en teknik som kallas Coulomb explosionsavbildning, en högintensiv och ultrakort puls

Röntgenlaser "slår ut" molekylermånga elektroner. På grund av den starka elektrostatiska repulsionen mellan de återstående positivt laddade atomerna exploderar molekylen inom några femtosekunder – miljondelar av en miljarddels sekund – och de enskilda atomerna flyger isär och detekteras av detektorn.

Vår grupp och många andra forskareUnder en tid har liknande experiment utförts för att visualisera Coulomb-explosionen, men vi har aldrig tidigare kunnat få så tydliga bilder av en så relativt stor molekyl, säger Rolles.

"En av huvudpunkterna i experimentet varatt vi kunde se alla väteatomer, som är svåra att spåra med mer traditionella metoder som röntgenstrålar eller elektrondiffraktion, tillade Rudenko.

De resulterande bilderna är ett viktigt steg insätt att spela in molekylära "filmer" som forskarna hoppas ska användas för att observera detaljerna i biokemiska, kemiska och fysikaliska reaktioner i hög upplösning.

SLAC National Laboratory i Stanfordkommer att lansera sin uppgraderade högfrekventa röntgenlaser LCLS-2 hösten 2022 – den kommer att producera 1000 gånger fler pulser per sekund än den nuvarande lasermodellen. Kombinationen av otroligt höga upprepningshastigheter med den demonstrerade Coulomb-explosionstekniken lovar att revolutionera området för molekylär "filmframställning", vilket gynnar viktiga tekniska områden som solenergiomvandling, fotokatalys och artificiell fotosyntes.

"Vi fick nyligen över 1,1 miljoner dollar frånNational Science Foundation kommer att köpa en femtosekundlaser med en hög repetitionsfrekvens på 100 kHz till vårt laboratorium. Med den nya lasern och vad vi har lärt oss om visualiseringen av Coulomb-explosionen, hoppas vi att vi kommer att kunna spela in liknande "filmer" här också", sa Rudenko.

Läs mer

Mänsklighetens största släktträd visade vår arts historia

Faran med gratis VPN. Varför kan de inte laddas ner och hur skyddar man sig?

Varför Ganymedes är den konstigaste månen och finns det liv på den