นักฟิสิกส์ได้เผยแพร่ภาพโมเลกุลที่ซับซ้อนซึ่งถ่ายด้วยเลเซอร์เอ็กซ์เรย์

ในเทคนิคที่เรียกว่าการถ่ายภาพการระเบิดคูลอมบ์ ซึ่งเป็นพัลส์ที่มีความเข้มสูงและสั้นเป็นพิเศษ

เลเซอร์เอ็กซ์เรย์จะ "สลาย" โมเลกุลอิเล็กตรอนจำนวนมาก เนื่องจากแรงผลักไฟฟ้าสถิตที่รุนแรงระหว่างอะตอมที่มีประจุบวกที่เหลืออยู่ โมเลกุลจะระเบิดภายในไม่กี่เฟมโตวินาที หรือหนึ่งในล้านของหนึ่งในพันล้านของวินาที และอะตอมแต่ละอะตอมจะแยกออกจากกันและถูกตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับ

กลุ่มของเราและนักวิจัยอื่นๆอีกมากมายมีการทดลองที่คล้ายกันในบางครั้งเพื่อให้เห็นภาพการระเบิดของคูลอมบ์ แต่เราไม่เคยได้ภาพที่ชัดเจนของโมเลกุลขนาดค่อนข้างใหญ่เช่นนี้มาก่อน” โรลส์กล่าว

“ประเด็นสำคัญประการหนึ่งของการทดลองคือที่เราสามารถมองเห็นอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมด ซึ่งยากต่อการติดตามด้วยวิธีการแบบเดิมๆ เช่น รังสีเอกซ์หรือการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน” Rudenko กล่าวเสริม

ภาพที่ได้คือขั้นตอนสำคัญในวิธีการบันทึก "ภาพยนตร์" ระดับโมเลกุลที่นักวิจัยหวังว่าจะใช้ในการสังเกตรายละเอียดของปฏิกิริยาทางชีวเคมี เคมี และกายภาพด้วยความละเอียดสูง

ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ SLAC ที่สแตนฟอร์ดกำลังจะเปิดตัวเลเซอร์เอ็กซ์เรย์ความถี่สูง LCLS-2 ที่ได้รับการอัพเกรดในฤดูใบไม้ร่วงปี 2565 โดยจะผลิตพัลส์ต่อวินาทีมากกว่ารุ่นเลเซอร์ปัจจุบันถึง 1,000 เท่า การผสมผสานของอัตราการทำซ้ำที่สูงอย่างไม่น่าเชื่อกับเทคนิคการถ่ายภาพการระเบิดของคูลอมบ์ที่แสดงให้เห็นจะช่วยปฏิวัติวงการ "การสร้างภาพยนตร์" ระดับโมเลกุล ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อด้านเทคโนโลยีที่สำคัญ เช่น การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ โฟโตคะตาไลซิส และการสังเคราะห์ด้วยแสงประดิษฐ์

“เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้รับเงินมากกว่า 1.1 ล้านดอลลาร์จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเพื่อซื้อเลเซอร์ femtosecond ที่มีอัตราการทำซ้ำสูง 100 kHz สำหรับห้องปฏิบัติการของเรา ด้วยเลเซอร์ใหม่และสิ่งที่เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับการแสดงภาพการระเบิดของคูลอมบ์ เราหวังว่าเราจะสามารถถ่าย "ภาพยนตร์" ที่คล้ายกันที่นี่ได้เช่นกัน" Rudenko กล่าว

อ่านเพิ่มเติม

ต้นไม้ครอบครัวที่ใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติแสดงให้เห็นประวัติของสายพันธุ์ของเรา

อันตรายจาก VPN ฟรี เหตุใดจึงไม่สามารถดาวน์โหลดได้และจะป้องกันตนเองได้อย่างไร

ทำไมแกนีมีดเป็นดวงจันทร์ที่แปลกประหลาดที่สุดและมีชีวิตบนมัน