Исследователи «остановили мир», чтобы изучить движение электронов в реальном времени. Исследование опубликовано в журнале Science.
В эксперименте, похожем на покадровую фотографию, физики изолировали в образце жидкой воды энергичное движение электрона, одновременно «замораживая» колебания гораздо большего атома, вокруг которого он вращается. Новый метод визуализации позволяет изучать с помощью рентгеновских лучей молекулярную структуру жидкостей в беспрецедентном масштабе.
Субатомные частицы движутся настолько быстро, что для регистрации их действий требуется зонд, способный измерять время в аттосекундах. Ученые провели эксперимент на установке Linac Coherent Light Source — рентгеновском лазере на свободных электронах, установленном в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США.
Суть исследования заключается в возможности наблюдать непосредственные электронные реакции после воздействия рентгеновского излучения на мишень. Разработанная исследователями методика позволила им «наблюдать» за электронами, возбужденными рентгеновскими лучами, когда они переходят в возбужденное состояние, до того как более объемное атомное ядро прореагирует.
По сути, в предыдущих экспериментах люди видели размытие, вызванное движением атомов водорода. Мы смогли устранить это движение, сделав все наши записи до того, как атомы успели сдвинуться с места.
Линда Янг, соавтор исследования из Аргоннской национальной лаборатории
Полученные результаты не только обеспечивают более глубокое понимание физических и химических последствий воздействия радиации на атомы и молекулы, но знаменуют начало новой эры в аттосекундной науке. Исследователи продолжат изучать происхождение и эволюцию реактивных частиц, образующихся в результате радиационно-индуцированных процессов, что будет иметь значение для космических путешествий, лечения рака, ядерных реакторов и отходов.
Читать далее:
Анализ самого старого скелета в Бразилии показал, куда исчезли древние строители
Главную идею Эйнштейна хотят проверить еще раз: как это изменит физику
Распад суперконтинентов выносит алмазы на поверхность Земли
На обложке: иллюстрация воздействия на атомы рентгеновскими лучами. Изображение: Nathan Johnson, Pacific Northwest National Laboratory