Кіно з мільярдних часток секунд
Науковці вперше зафільмували надшвидкий рух електронів під час хімічної реакції.
Дата публікації: 11 серпня, 00:30
Американські науковці з Національної прискорювальної лабораторії SLAC за допомогою рентгенівського лазера LCLS зафіксували надшвидкий рух електронів під час хімічної реакції. Це дослідження стало важливим кроком у хімічній фізиці, оскільки вперше вдалося зафільмувати події на аттосекундному та фемтосекундному часових масштабах. Використовуючи два синхронізовані рентгенівські імпульси, науковці створили сповільнене кіно з 10 часовими мітками протягом перших 10 фемтосекунд реакції.
Важливість дослідження
У межах першої фемтосекунди дослідники зафіксували розпад Костера-Кроніга, який раніше існував лише в теорії. Цей процес виявився важливим, адже низькоенергетичні електрони, які виникають під час розпаду, можуть спричиняти радіаційні ураження біологічних структур та розриви ланцюгів ДНК. Додатково, науковці простежили рух електронної дірки вздовж молекулярної структури під впливом квантової когерентності.
«Експериментальна перевірка квантових моделей відкриває шляхи до точного прогнозування та потенційного керування перебігом хімічних реакцій на атомному рівні» - Таран Драйвер, ведучий науковий співробітник SLAC.
Цей експеримент демонструє значний прогрес у вивченні динаміки електронів, що може мати важливі наслідки для розвитку нових технологій у галузі матеріалознавства та медицини. Розуміння механізмів на атомному рівні може допомогти в створенні нових матеріалів з покращеними властивостями, а також у розробці ефективніших методів лікування, зокрема в онкології, де контроль за електронними процесами може зменшити шкоду здоровим клітинам. Це відкриття підкреслює важливість міждисциплінарних досліджень, що поєднують фізику, хімію та медицину.
Дослідження вже називають проривом у хімічній фізиці.
Цей прорив у вивченні електронних процесів відкриває нові горизонти для наукових досліджень. Наприклад, фізики нещодавно виявили секрети прискорення найгарячішої речовини, що також може суттєво вплинути на розвиток нових технологій у різних галузях. Розуміння цих процесів може допомогти в розробці ще більш ефективних рішень у матеріалознавстві та медицині.