Сегодня 05 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Физики впервые «сфотографировали» в капле воды возбуждённый рентгеном электрон

Американские учёные только что прорубили окно в новую область экспериментальной физики. Они смогли получить энергетический образ движения электрона вокруг атома водорода в капле воды ещё до того, как атом пришёл в движение. До сих пор у учёных не было инструментов для подобной детализации процессов в веществе, что раскроет больше деталей о физике и химии многих процессов и, особенно, о радиационном воздействии на живые клетки.

 Источник изображений: PNNL

Источник изображений: PNNL

В эксперименте, отдалённо похожем на съёмку замедленного видео, учёные выделили энергетическое движение электрона, одновременно «заморозив» движение гораздо более крупного атома, вокруг которого вращался целевой электрон, сделав это в образце обычной жидкой воды. О своей работе учёные сообщили в статье в журнале Science. Работа в основном была направлена на изучение высокоэнергетического излучения на живые клетки, что нужно для космоса, радиотерапии опухолей и не только.

«Химические реакции, вызванные излучением, которые мы хотим изучить, являются результатом электронного отклика мишени, который происходит в аттосекундном масштабе времени», — пояснила Линда Янг (Linda Young), старший автор работы и заслуженный научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории. — До сих пор радиохимики могли определять события только в пикосекундном масштабе времени, что в миллион раз медленнее, чем аттосекунда. Это всё равно, что сказать "я родился, а потом умер". Вы хотели бы знать, что происходит в промежутке? Это то, что мы сейчас можем сделать».

Чтобы добиться результата, межведомственная группа учёных из нескольких национальных лабораторий Министерства энергетики США, а также университетов США и Германии объединила эксперименты и теорию, чтобы в режиме реального времени выявить последствия воздействия ионизирующего излучения от источника рентгеновского излучения на вещество. Исследование проводилось при поддержке Центра пограничных энергетических исследований межфазной динамики в радиоактивных средах и материалах (IDREAM), с финансовой поддержкой Министерства энергетики США в штаб-квартире в Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории (PNNL).

Не секрет, что субатомные частицы, например, электроны, движутся так быстро, что для фиксации их действий требуется датчик, способный измерять время в аттосекундах. Это настолько быстро (или мало), что в каждой секунде, например, больше аттосекунд, чем прошло секунд за всю историю Вселенной.

Проведённое авторами исследование опирается на открытие и создание аттосекундных рентгеновских лазеров на свободных электронах, за что в прошлом году, в частности, была присуждена Нобелевская премия по физике. В Национальной ускорительной лаборатории SLAC есть источник такого света (LCLS), чем воспользовались экспериментаторы.

 Экспериментальная установка, создающая тончаштую плёнку воды шириной около 1 см

Экспериментальная установка, создающая тончайшую плёнку воды шириной около 1 см

В качестве тестового образца для эксперимента была выбрана обычная жидкая вода. Первый аттосекундный импульс возбуждал электроны, а второй измерял отклик. Это позволило отреагировать датчикам настолько быстро, что возбуждённое состояние электрона проявило себя ещё до того, как атом водорода в молекуле пришёл в движение. Раньше в процессе подобного наблюдения с помощью импульсов большей длительности картина была настолько смазанной, что учёные предполагали существование ряда промежуточных состояний. Аттосекундный лазер показал, что промежуточных состояний нет — это всё миражи или помехи.

«Теперь у нас есть инструмент, с помощью которого, в принципе, вы можете следить за движением электронов и видеть только что ионизированные молекулы по мере их образования в режиме реального времени», — резюмировали достижение авторы исследования.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Видеоредактор «Мовавика Видео» получил новую функцию: автосубтитры при помощи искусственного интеллекта 13 мин.
Microsoft запустила ИИ-техподдержку для Xbox 26 мин.
Netflix начнёт использовать генеративный ИИ для игр и удалит почти все интерактивные шоу 2 ч.
Instagram начнёт с помощью ИИ вычислять подростков, скрывающих свой возраст 2 ч.
«Не очень хорошо, но очень интересно»: критики вынесли вердикт экшен-хоррору Slitterhead от создателя Silent Hill 12 ч.
На фоне надвигающегося сиквела продажи Kingdom Come: Deliverance взяли новую высоту 13 ч.
«У нас всего один шанс»: Ubisoft объяснила, почему перенос Assassin's Creed Shadows был необходим 14 ч.
Игрок обнаружил в ремейке Silent Hill 2 секретное послание — разработчики боялись, что загадка будет слишком сложной 15 ч.
Baldur’s Gate 3, Stellar Blade, Star Wars Outlaws и многие другие: поддержку PS5 Pro на запуске получат более 50 игр 16 ч.
Евросоюз проверит iPadOS на соответствие требованием антимонопольного законодательства 17 ч.
SK hynix представила первые в отрасли 16-ярусные чипы HBM3E ёмкостью 48 Гбайт 2 мин.
OpenAI намерена вывести ИИ реальный мир — компания переманила из Meta главу разработки AR-очков 22 мин.
«Роскосмос» запустил рекордное число российских спутников за раз — 51 аппарат, включая два «Ионосфера-М» 35 мин.
Мировые продажи планшетов подскочили на 20 % — Amazon и Huawei выросли сильнее всех, тогда как Apple теряет рынок 2 ч.
«Мы получили $0 из грантов CHIPS» — глава Intel пожаловался, что США тормозят выплаты по «Закону о чипах» 2 ч.
Слишком много «зелёной» энергии — не всегда хорошо: Нидерланды приняли новые нормы работы энергосетей 3 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Apple iPhone 16 Pro Max: ух ты, новая кнопка! 10 ч.
Новая статья: ИИтоги октября 2024 г.: не так страшны боты, как их генерируют 12 ч.
Thermal Grizzly представила бюджетные термопасты Polartherm X10 и Polartherm X8 12 ч.
SK hynix ускорит создание памяти HBM4, потому что об этом попросил глава Nvidia 17 ч.