Neišsigąskite pavadinimo. Slac National Accelerator Laboratory darbuotojų atsitiktinai sukurta juodoji skylė pasirodė esanti tik vieno atomo dydžio, tad niekas mums negresia. O pavadinimas „Juodoji skylė“ tik iš tolo nusako mokslininkų pastebėtą reiškinį. Mes ne kartą pasakojome apie galingiausią pasaulyje rentgeno lazerį, vadinamą Linac Coherent Light Source (linijinis koherentinis šviesos šaltinis – angl.
. Šis prietaisas buvo sukurtas tam, kad mokslininkai galėtų savo akimis pamatyti visą mikroskopinio lygio grožį. Tačiau dėl atsitiktinumo lazeris sukūrė miniatiūrinę molekulinę juodąją skylę.
2012 m. sausio mėn. Lcls buvo naudojamas laboratorijoje atkurti savotišką mažytę žvaigždę. Lazeris sukūrė tankią medžiagą, įkaitintą iki 2 000 000 laipsnių Celsijaus. Mokslininkai jau kurį laiką priartėjo prie supratimo, kas tiksliai vyksta saulės viduje. Tačiau mokslininkai neplanavo sukurti juodosios skylės, net molekulinės. Šis įvykis buvo gryno atsitiktinumo rezultatas vieno iš daugelio eksperimentų metu.
Lcls apšvitina objektus neįtikėtinai ryškiais rentgeno blyksniais, trunkančiais vos kelias femtosekundes. Kito eksperimento metu mokslininkai naudojo veidrodžius, kad fokusuotų lazerio spindulį į tik 100 nanometrų skersmens vietą, maždaug 100 kartų mažesnę nei įprasta. Eksperimento tikslas buvo ištirti sunkiųjų atomų reakciją į kietų rentgeno spindulių poveikį. Todėl buvo svarbu kuo labiau sufokusuoti lazerio spindulį. Gautą galią galima palyginti su visa į žemę krentančia saulės šviesa, jei ji sutelkta į žmogaus nago dydžio vietą.
Visą šią energiją mokslininkai nukreipė į ksenono atomus, kurių kiekviename yra po 54 elektronus, taip pat į jodo atomus, kurių kiekviename yra 53 elektronai. Tyrėjai manė, kad bus pašalinti tie elektronai, kurie yra arčiausiai atomų centro, o tai iš tikrųjų leistų kurį laiką sukurti „tuščiavidurių atomų“ įvaizdį, kol elektronai iš išorinių orbitų pradės užpildyti tarpus. Ksenono atveju būtent taip atsitiko. Tačiau jodas elgėsi visiškai kitaip. Jo atomai, kurie yra dviejų molekulių dalis, praradus elektronus, virto savotiška juodąja skyle, traukiančia į save elektronus iš gretimų anglies ir vandenilio atomų. Lazeris išmušė svetimus elektronus, įtrauktus į atomą, kol visiškai sunaikino visą molekulę.
Buvo daroma prielaida, kad jodo atomas neteks tik 47 elektronų, tačiau, atsižvelgiant į ištrauktus elektronus iš kaimyninių atomų, mokslininkai suskaičiavo 54 vienetus. Ir tai yra mažesnė molekulė. Kalbant apie didelę molekulę, mokslininkai vis dar analizuoja eksperimento rezultatus. Tai padaryti nėra taip paprasta, tačiau mokslininkai planuoja tęsti tyrimus šia kryptimi. Neįprastos patirties rezultatai buvo paskelbti žurnale Nature.
Neišsigąskite pavadinimo. Nacionalinės akceleratoriaus laboratorijos SLAC darbuotojų atsitiktinai sukurta juodoji skylė pasirodė esanti tik vieno atomo dydžio, todėl mums niekas negresia. Taip, ir pavadinimas „juodoji skylė“ tik iš tolo apibūdina reiškinį, apie kurį galvoja tyrinėtojai. Ne kartą pasakojome apie galingiausią pasaulyje rentgeno lazerį, pavadintą Linac Coherent Light Source (Linear measure of koherent light – angl.). Šis dizainas buvo sukurtas tam, kad tyrinėtojai su savo burkalais galėtų pamatyti visas mikroskopinio lygio grožybes. Tačiau dėl atsitiktinumo lazeris sukūrė miniatiūrinę molekulinę juodąją skylę.
2012 m. sausio mėn. LCLS buvo naudojamas laboratorijoje atkurti savotišką mažytę žvaigždę. Lazeris sukūrė tankią medžiagą, įkaitintą iki 2 000 000 laipsnių Celsijaus. Mokslininkai kurį laiką priartėjo prie supratimo, kas iš tikrųjų vyksta Saulės viduje. Tačiau mokslininkai neplanavo sukurti juodosios skylės, net molekulinės. Šis įvykis įvyko dėl nepriekaištingos avarijos vieno iš daugelio eksperimentų metu.
LCLS apšvitina objektus neįsivaizduojamai ryškiais rentgeno blyksniais, trunkančiais vos kelias femtosekundes. Kito eksperimento metu mokslininkai naudojo veidrodžius, kad fokusuotų lazerio spindulį į tik 100 nanometrų skersmens vietą, maždaug 100 nanometrų mažesnę nei įprasta. Eksperimento tikslas buvo nustatyti sunkiųjų atomų reakciją į kietų rentgeno spindulių poveikį. Tiesą sakant, buvo didinga kiek įmanoma labiau sufokusuoti lazerio spindulį. Gautą galią galima palyginti su visa saulės šviesa, kuri patenka į žemę, kai ji sutelkiama į žmogaus nago dydžio vietą.
Visą šią energiją mokslininkai atvedė į ksenono atomus, kurių kiekviename yra po 54 elektronus, taip pat į jodo atomus, kurių kiekvienas turi po 53 elektronus. Tyrėjai manė, kad bus pašalinti tie elektronai, kurie yra arčiausiai atomų centro, o tai iš tikrųjų leis kurį laiką sukurti savotiškus „tuščiavidurius atomus“, kol pradės pildytis elektronai iš išorinių orbitų. intervalus. Ksenono atveju tai iš tikrųjų atsitiko. Tačiau jodas elgėsi visiškai kitaip. Jo atomai, atstovaujantys dalį dviejų molekulių, praradus elektronus, virto savotiška juodąja skyle, traukiančia į save elektronus iš gretimų anglies ir vandenilio atomų. Lazeris išmušė svetimus elektronus, įtrauktus į atomą, kol visiškai sulaužė visą molekulę.
Buvo manoma, kad jodo atomas iš viso neteks 47 elektronus, tačiau, atsižvelgiant į ištrauktus elektronus iš kaimyninių atomų, mokslininkai suskaičiavo 54 vienetus. Ir tai yra mažesnė molekulė. Kas liečia didelę molekulę, mokslininkai vis dar analizuoja eksperimento rezultatus. Tai padaryti nėra taip paprasta, tačiau mokslininkai planuoja tęsti tyrimus dabartinėje srovėje. Neįprasto eksperimento rezultatai buvo paskelbti žurnale Nature.
Tarptautinė mokslininkų grupė nustatė, kad organines molekules apšvitinus intensyviais rentgeno spinduliais, atsiranda mikroskopinis juodosios skylės analogas. Šis atradimas padės tiksliau išsiaiškinti sudėtingų molekulių ir biologinių medžiagų struktūrą. kalba apie naują tyrimą, paskelbtą žurnale Nature.
Rentgeno spindulių laisvųjų elektronų lazeriai (XFEL) – tai lazerių tipas, generuojantis rentgeno spindulius, tinkamus biologinių molekulių struktūrai tirti. Elektronų spindulys, judantis sinusoidiniu keliu per banglentę (arba wigglerį) – įtaisą, kuris yra magnetų serija – naudojamas kaip RLSE darbinis kūnas. Šiuo atveju elektronai skleidžia fotonus, kurie sudaro siaurą rentgeno spinduliuotės kūgį.
Rentgeno spinduliai – tai gana trumpo bangos ilgio elektromagnetinės bangos, kurios leidžia jais tirti labai mažus objektus (kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo su juo galima pamatyti smulkesnes detales). Tačiau yra rimta problema: trumpųjų bangų spinduliuotė turi didelę energiją. Dėl to, užuot žinoję biologinės molekulės struktūrą, mes ją sudeginame. Femtosekundiniai lazeriai – ultratrumpų impulsų lazeriai – padeda įveikti šį sunkumą.
Femtosekundė – viena kvadrilijonas sekundės dalis (10–15 s.) Šio tipo RLSE generuojami rentgeno impulsai trunka maždaug 5–50 femtosekundžių. Esant tokiems trumpiems, bet itin galingiems (iki 10-20 vatų kvadratiniam centimetrui) impulsams, mėginys nespėja subyrėti, kol mokslininkai negauna jo vaizdo. Tačiau čia taip pat yra apribojimų. Tokie intensyvūs impulsai tinka sudėtingoms medžiagoms ir biologinėms sistemoms tirti, bet ne fundamentiniams molekuliniams tyrimams, kuriems naudojami silpnesni rentgeno spinduliai.
Faktas yra tas, kad kai atomai yra apšvitinti intensyviais rentgeno spinduliais, jie pasiekia aukštą jonizacijos laipsnį dėl daugiafotoninės absorbcijos. Molekulėse, susidedančiose iš skirtingų atomų, tai atsitinka su sunkiausiu atomu (kuris turi didesnį atominį skaičių), su sąlyga, kad jam fotono sugerties tikimybė yra daug didesnė nei gretimų branduolių. Po to susidaręs krūvis pasiskirsto visoje molekulėje. Tokia jonizacija gali sukelti vietinį mėginio pažeidimą ir dėl to modelio iškraipymą.
Mokslininkai išmoko numatyti iškraipymus naudojant minkštus arba nelabai intensyvius rentgeno impulsus. Tam buvo sukurti modeliai, pagrįsti izoliuotu atomu, jonizuotu tomis pačiomis sąlygomis. Tačiau liko nežinoma, ar tuos pačius procesus galima imituoti daugiaatominėse molekulėse su kietesniu ir intensyvesniu spinduliavimu.
Norėdami atsakyti į šį klausimą, tarptautinė mokslininkų grupė panaudojo LCLS (Linac Coherent Light Source) laisvųjų elektronų lazerį SLAC nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje JAV. Izoliuoti ksenono atomai, dujinės jodometano (CH 3 I) ir jodobenzeno (C 6 H 5 I) molekulės buvo veikiamos rentgeno spinduliais, kurių fotono energija buvo 8,3 kiloelektronvolto (keV) ir 10 19 vatų kvadratiniame centimetre. Kiekvieno impulso trukmė buvo mažesnė nei 30 femtosekundžių. Išmatuota susidariusių jonų išeiga ir kinetinė energija.
Nustatyta, kad maksimalūs ksenono atomų ir jodo CH 3 I jonų jonizacijos lygiai buvo palyginami (atitinkamai 48+ ir 47+). To nepastebėta atliekant eksperimentus su minkštaisiais rentgeno spinduliais ir 5,5 keV fotonų energija, kur atskirų atomų jonizacijos lygis buvo didesnis nei atomų, kurių molekulėje yra panašus eilės numeris. Didžiausias gautas visos jodometano molekulės krūvis siekė 54+ (tai reiškia, kad rentgenas iš jo išmušė 54 elektronus), o tai viršijo maksimalų teigiamą ksenono krūvį.
Norėdami paaiškinti šį rezultatą, fizikai naudojo teorinį modelį. CH 3 I esantis vandenilis ir anglis šiek tiek sugeria fotonus dėl mažo efektyvaus skerspjūvio. Šis dydis lemia atomo ir dalelės sąveikos tikimybę ir priklauso nuo atomo dydžio.
Didesnis jodo atomas turi didesnį efektyvųjį skerspjūvį. Beveik visi molekulės sugerti fotonai krenta ant jos, ir tai veda prie jos jonizacijos – prarandami 47 elektronai (anglis taip pat jonizuojasi, bet tik keturiais elektronais). Augerio efektas atsiranda, kai atomas tampa nestabilus ir yra priverstas užpildyti susidariusias laisvas vietas elektronais, esančiais ant kitų (išorinių) elektronų apvalkalų. Dėl to išsiskiria energija, kuri gali būti perduota kitiems elektronams, verčiant juos palikti atomą. Taigi procesas įgauna pakopinį pobūdį. Dėl to susidaro didelis teigiamas krūvis, lokalizuotas jodo atome.
Mokslininkų pasiūlytas mechanizmas, vadinamas CREXIM (krūvio pertvarkymu sustiprinta molekulių rentgeno jonizacija), leidžia numatyti eksperimentinius duomenis. Tai svarbu, nes dėl „juodųjų skylių“ teigiamas krūvis atstumia molekulę, o tai iškreipia susidariusį vaizdą. Šiame darbe jodometanas yra „pavyzdinė“ molekulė, pagal kurią galima spręsti apie kitų sudėtingesnių molekulių elgesį.
Neišsigąskite pavadinimo. Nacionalinės akceleratoriaus laboratorijos SLAC darbuotojų atsitiktinai sukurta juodoji skylė pasirodė esanti tik vieno atomo dydžio, tad mums niekas negresia. O pavadinimas „juodoji skylė“ tik iš tolo nusako mokslininkų pastebėtą reiškinį. Ne kartą pasakojome apie galingiausią pasaulyje rentgeno lazerį, vadinamą Linac Coherent Light Source (Linear Coherent Light Source – angl.). Šis prietaisas buvo sukurtas tam, kad mokslininkai galėtų savo akimis pamatyti visą mikroskopinio lygio grožį. Tačiau atsitiktinai lazeris sukūrė miniatiūrinę molekulinę juodąją skylę.
2012 m. sausio mėn. LCLS buvo naudojamas laboratorijoje atkurti savotišką mažytę žvaigždę. Lazeris sukūrė tankią medžiagą, įkaitintą iki 2 000 000 laipsnių Celsijaus. Mokslininkai jau kurį laiką priartėjo prie supratimo, kas tiksliai vyksta Saulės viduje. Tačiau mokslininkai neplanavo sukurti juodosios skylės, net molekulinės. Šis įvykis buvo gryno atsitiktinumo rezultatas vieno iš daugelio eksperimentų metu.
LCLS apšvitina objektus neįtikėtinai ryškiais rentgeno blyksniais, trunkančiais vos kelias femtosekundes. Kito eksperimento metu mokslininkai naudojo veidrodžius, kad fokusuotų lazerio spindulį į tik 100 nanometrų skersmens vietą, maždaug 100 kartų mažesnę nei įprasta. Eksperimento tikslas buvo ištirti sunkiųjų atomų reakciją į kietų rentgeno spindulių poveikį. Todėl buvo svarbu kuo labiau sufokusuoti lazerio spindulį. Gautą galią galima palyginti su visa į žemę krentančia saulės šviesa, jei ji sutelkta į žmogaus nago dydžio vietą.
Visą šią energiją mokslininkai nukreipė į ksenono atomus, kurių kiekviename yra po 54 elektronus, taip pat į jodo atomus, kurių kiekviename yra 53 elektronai. Tyrėjai manė, kad bus pašalinti tie elektronai, kurie yra arčiausiai atomų centro, o tai iš tikrųjų kuriam laikui sukurs savotiškus „tuščiavidurius atomus“, kol elektronai iš išorinių orbitų pradės užpildyti tarpus. Ksenono atveju būtent taip atsitiko. Tačiau jodas elgėsi visiškai kitaip. Jo atomai, kurie yra dviejų molekulių dalis, praradus elektronus, virto savotiška juodąja skyle, traukiančia į save elektronus iš gretimų anglies ir vandenilio atomų. Lazeris išmušė svetimus elektronus, įtrauktus į atomą, kol visiškai sunaikino visą molekulę.
Buvo daroma prielaida, kad jodo atomas neteks tik 47 elektronų, tačiau, atsižvelgiant į ištrauktus elektronus iš kaimyninių atomų, mokslininkai suskaičiavo 54 vienetus. Ir tai yra mažesnė molekulė. Kalbant apie didelę molekulę, mokslininkai vis dar analizuoja eksperimento rezultatus. Tai padaryti nėra taip paprasta, tačiau mokslininkai planuoja tęsti tyrimus šia kryptimi. Neįprastos patirties rezultatai buvo paskelbti žurnale Nature.
Mokslininkai netyčia sukūrė molekulinę juodąją skylę
Neišsigąskite pavadinimo. Nacionalinės akceleratoriaus laboratorijos SLAC darbuotojų atsitiktinai sukurta juodoji skylė pasirodė esanti tik vieno atomo dydžio, tad mums niekas negresia. O pavadinimas „juodoji skylė“ tik iš tolo nusako mokslininkų pastebėtą reiškinį. Ne kartą pasakojome apie galingiausią pasaulyje rentgeno lazerį, vadinamą Linac Coherent Light Source (Linear Coherent Light Source – angl.). Šis prietaisas buvo sukurtas tam, kad mokslininkai galėtų savo akimis pamatyti visą mikroskopinio lygio grožį. Tačiau atsitiktinai lazeris sukūrė miniatiūrinę molekulinę juodąją skylę.
2012 m. sausio mėn. LCLS buvo naudojamas laboratorijoje atkurti savotišką mažytę žvaigždę. Lazeris sukūrė tankią medžiagą, įkaitintą iki 2 000 000 laipsnių Celsijaus. Mokslininkai jau kurį laiką priartėjo prie supratimo, kas tiksliai vyksta Saulės viduje. Tačiau mokslininkai neplanavo sukurti juodosios skylės, net molekulinės. Šis įvykis buvo gryno atsitiktinumo rezultatas vieno iš daugelio eksperimentų metu.
LCLS apšvitina objektus neįtikėtinai ryškiais rentgeno blyksniais, trunkančiais vos kelias femtosekundes. Kito eksperimento metu mokslininkai naudojo veidrodžius, kad fokusuotų lazerio spindulį į tik 100 nanometrų skersmens vietą, maždaug 100 kartų mažesnę nei įprasta. Eksperimento tikslas buvo ištirti sunkiųjų atomų reakciją į kietų rentgeno spindulių poveikį. Todėl buvo svarbu kuo labiau sufokusuoti lazerio spindulį. Gautą galią galima palyginti su visa į žemę krentančia saulės šviesa, jei ji sutelkta į žmogaus nago dydžio vietą.
Visą šią energiją mokslininkai nukreipė į ksenono atomus, kurių kiekviename yra po 54 elektronus, taip pat į jodo atomus, kurių kiekviename yra 53 elektronai. Tyrėjai manė, kad bus pašalinti tie elektronai, kurie yra arčiausiai atomų centro, o tai iš tikrųjų kuriam laikui sukurs savotiškus „tuščiavidurius atomus“, kol elektronai iš išorinių orbitų pradės užpildyti tarpus. Ksenono atveju būtent taip atsitiko. Tačiau jodas elgėsi visiškai kitaip. Jo atomai, kurie yra dviejų molekulių dalis, praradus elektronus, virto savotiška juodąja skyle, traukiančia į save elektronus iš gretimų anglies ir vandenilio atomų. Lazeris išmušė svetimus elektronus, įtrauktus į atomą, kol visiškai sunaikino visą molekulę.
Buvo daroma prielaida, kad jodo atomas neteks tik 47 elektronų, tačiau, atsižvelgiant į ištrauktus elektronus iš kaimyninių atomų, mokslininkai suskaičiavo 54 vienetus. Ir tai yra mažesnė molekulė. Kalbant apie didelę molekulę, mokslininkai vis dar analizuoja eksperimento rezultatus. Tai padaryti nėra taip paprasta, tačiau mokslininkai planuoja tęsti tyrimus šia kryptimi. Neįprastos patirties rezultatai buvo paskelbti žurnale Nature.
Šis straipsnis buvo automatiškai įtrauktas iš bendruomenės
