Сегодня 07 июня 2025
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.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Elden Ring Nightreign — вместе весело страдать. Рецензия 45 мин.
На Samsung Galaxy Watch появилось приложение «Яндекс Музыка» 6 ч.
Ремейк Persona 4 скоро выйдет из тени — журналисты рассекретили дату анонса 6 ч.
AMD продолжает шоппинг: компания купила стартап Brium для борьбы с доминированием NVIDIA 7 ч.
В открытый доступ попал релизный трейлер дополнения Lies of P: Overture — аддон выйдет со дня на день 7 ч.
Apple разработала ИИ, выявляющий нетипичные аспекты устной речи — это поможет диагностировать заболевания 7 ч.
ChatGPT научился получать доступ к Gmail, Outlook и «Google Диску» в реальном времени 7 ч.
Microsoft зарабатывает деньги каждый раз, когда кто-либо использует ChatGPT 7 ч.
Инсайдер раскрыл детали CoD: Modern Warfare 4, которая выйдет в 2026 году — игроков отправят в Корею предотвращать Третью мировую войну 8 ч.
В России хотят наказывать за DDoS-атаки крупным штрафом или тюремным заключением 8 ч.
«Аквариус» анонсировала защищённую платформу СХД S2-1 с российским процессором Baikal-S 19 мин.
NASA повысило вероятность столкновения астероида 2024 YR4 с Луной через 7 лет 4 ч.
Вышли обзоры «ужасной видеокарты для 1440p» — Radeon RX 9060 XT 8GB сильно отстала от старшей версии 7 ч.
AMD купила команду разработчика ИИ-чипов Untether AI, но не саму компанию, которая тут же закрылась 7 ч.
В этом году МТС отключит половину своих базовых станций 3G в России 10 ч.
Для создания российской космической станции «Роскосмос» заказал ещё три ракеты «Ангара-А5М» 11 ч.
Intel признала, что изначально разрабатывала ангстремные техпроцессы 18A и 14A для себя, а не сторонних заказчиков 11 ч.
После рекордного обвала акции Tesla пошли вверх, поскольку Трамп и Маск готовят примирение 12 ч.
Японский лунный аппарат Resilience с мини-луноходом долетел до Луны — и мгновенно разобрался 12 ч.
В Китае испытали сверхзащищённый канал уникальной квантовой связи с взлетающей ракетой 13 ч.