С помощью мощнейшего рентгеновского лазера можно получать «полые атомы»

 


Американские физики опубликовали результаты первых экспериментов на Linac Coherent Light Source (LCLS) — лазере на свободных электронах, установленном в Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

LCLS и аналогичные мощные рентгеновские лазеры можно использовать для формирования изображений молекул, вирусов, нитей ДНК и других образцов. Сложность заключается в том, что всю полезную информацию об образце необходимо собрать до того, как короткий и чрезвычайно мощный рентгеновский импульс его разрушит. «Никто не знал, как именно молекулы и атомы отреагируют на такие ультракороткие импульсы», — замечает Оливер Гесснер (Oliver Gessner) из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли.

В первой серии опытов, которой посвящена статья в журнале Nature, исследовалось воздействие излучения на атомы неона. Варьируя параметры импульсов, учёные «отрывали» разные электроны от атомов: при повышении энергии неон сначала избавлялся от частиц внутренней оболочки, а при её понижении удалялись внешние электроны. В некоторые моменты неон лишался обоих внутренних электронов, в результате чего появлялись так называемые полые атомы.

«Атомы становятся «прозрачными», а это может пригодиться в будущих экспериментах, поскольку в таких условиях получить изображение проще», — поясняет участница работ Линда Янг (Linda Young) из Аргоннской национальной лаборатории.

Вторая серия экспериментов подробно описана в журнале Physical Review Letters. Здесь учёные работали с молекулами азота, направляя на них излучение на длине волны 1,1 нм и изменяя длительность импульса от 4 до 280 фс. Хотя энергия импульсов и оставалась постоянной, наименьшие повреждения наносили, как выяснилось, наиболее короткие из них. На основании этих данных физики построили модель, предсказывающую характер искажения изображений для импульсов разной длительности.

Источник: Компьюлента