Прогресс в молекулярном кинопроизводстве показывает, как молекулы реагируют на два фотона света —

За последние несколько лет ученые разработали удивительные инструменты. «камеры», которые используют рентгеновские лучи или электроны вместо обычного света. чтобы делать моментальные снимки молекул в движении и превращать их в молекулярные фильмы.

Теперь ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и Стэнфордского университета добавили еще одну особенность: настраивая свои лазеры, чтобы они ударяли молекулы йода сразу двумя фотонами света вместо обычного одиночного фотона, они вызывали совершенно неожиданные явления, которые были зафиксированы в фильмы в замедленном режиме всего триллионные доли секунды.

Первый фильм, который они сделали с таким подходом, описан 17 марта в Физический обзор X, показывает, как два атома в молекуле йода перемешиваются взад-вперед, как будто связаны пружиной, и иногда разлетаются при попадании интенсивного лазерного излучения. Действие было зафиксировано лабораторным жестким рентгеновским лазером на свободных электронах Linac Coherent Light Source (LCLS). Исследователи отметили, что некоторые реакции молекул были удивительными, а другие были замечены ранее с другими методами, но никогда не в таких подробностях и не напрямую, не полагаясь на предварительные знания о том, как они должны выглядеть.

Исследователи добавили, что предварительный анализ более крупных молекул, которые содержат различные атомы, позволяет также снимать их таким образом, что позволяет по-новому взглянуть на молекулярное поведение и заполнить пробел, в котором предыдущие методы терпят неудачу.

«Картина, которую мы получили таким образом, была очень богатой». сказал Филип Баксбаум, профессор SLAC и Стэнфордского университета и исследователь из Стэнфордского института PULSE, который руководил исследованием с докторантом PULSE Мэтью Уэром. «Молекулы дали нам достаточно информации, чтобы вы могли видеть, что атомы движутся на расстояниях меньше ангстрема. Это примерно ширина двух атомов водорода. Менее чем за триллионную долю секунды. Нам нужна очень быстрая скорость затвора и высокое разрешение, чтобы увидеть этот уровень детализации, и сейчас это возможно только с жестким рентгеновским лазером на свободных электронах, таким как LCLS. "

Читайте также

  • Компания по аренде домов Airbnb купила HotelTonight, приложение для поиска гостиничных номеров по дисконтной цене, поскольку оно углубляется в бизнес бронирования отелей, чтобы привлечь более широкий круг путешественников поджидая горячо ожидаемого п...
  • Многие хакеры заинтересованы в установке приложений на iPad, потому что не каждый владелец iPad или iPhone хочет платить за каждое приложение или игру, установленную на их устройстве. Существует два способа бесплатной установки программного обеспечен...
  • Поиск телефона в учетной записи GoogleНа этой странице я хочу дополнить статью о поиске украденного или утерянного телефона. Темой приложения будет информация о том, как найти ваше устройство Android через Google. Мы не будем драться вокруг куста, я ...
  • Touareg R знаменует собой поворотный момент для подразделения производительности VW, где электрификация является ключевым фактором. Полностью электрический режим должен сделать его более готовым к будущему.Я говорил это раньше, и я скажу это снова: э...
  • Загрузчики фильмов бесплатны, что часто ищут пользователи Интернета.Содержание:Для этого существуют специальные программы для скачивания фильмов бесплатно, через торрент-клиенты.Ниже мы рассмотрим 3 самых выдающихся представителя в этой категории.μTo...
  • Со временем на Android устройстве накапливается большое количество приложений и игр. По умолчанию, все они хранятся во внутренней памяти вашего телефона, смартфона или планшета. И если не сохранять эти приложения на карту памяти, то место во внутренн...

Двуствольные фотоны

Молекулы йода являются излюбленным предметом для такого рода исследований, потому что они просты. всего два атома, связанных пружинящей химической связью. Предыдущие исследования, например, с «электронной камерой» SLAC, исследовали их реакцию на свет. Но до сих пор эти эксперименты были созданы для инициирования движения в молекулах с использованием одиночных фотонов или частиц света.

В этом исследовании ученые настроили интенсивность и цвет ультрабыстрого инфракрасного лазера таким образом, чтобы около одной десятой молекул йода взаимодействовало с двумя фотонами света. достаточно, чтобы заставить их вибрировать, но недостаточно, чтобы отделить их электроны.

За каждым попаданием сразу же следовал рентгеновский лазерный импульс от LCLS, который рассеивал атомные ядра йода в детектор для регистрации реакции молекулы. Изменяя временные интервалы между световыми и рентгеновскими импульсами, ученые создали серию снимков, которые были объединены в кинофильм о реакции молекулы на остановку, с кадрами всего в 50 фемтосекунд или миллионных долях миллиардной доли секунды.

Исследователи знали, что столкновение с молекулами йода более чем одним фотоном за раз вызовет то, что известно как нелинейный отклик, который может отклоняться в неожиданных направлениях. «Мы хотели взглянуть на что-то более сложное, то, что мы могли видеть, что могло бы не соответствовать тому, что мы планировали», как выразился Баксбаум. И это на самом деле то, что они нашли.

Неожиданные флюиды

Прогресс в молекулярном кинопроизводстве показывает, как молекулы реагируют на два фотона света.

Читайте также

  • Хотеть сделать скриншот на LG и не знаете как это сделать? В этой статье вы найдете информацию о том, как сохранить скриншот на Elji Android, нажав и удерживая определенные кнопки на андроиде.функция Скриншот на LG Позволяет сделать снимок экрана и с...
  • Как сделать двойной экран на SamsungПервые смартфоны назывались Pocket PC. Это не случайно, так как мобильные устройства становятся полноценными компьютерами. И они, кажется, преуспевают. Сегодня многие модели смартфонов могут работать с несколькими ...
  • Обновление операционной системы Андроид – не только рекомендуемый, но и необходимый процесс для стабильной работы смартфона. Для владельца телефона – это в первую очередь повышение производительности девайса, появление новых возможностей, а не только...
  • Как сделать фотографии с телефона на компьютерВсем привет. В этой статье я покажу вам, как перенести фотографии с вашего телефона на ваш компьютер через ноутбук с помощью зарядного кабеля (USB-кабель).Множество фотографий и видео занимают много места...
  • Государственные отчеты показывают, что тендеры на шесть крупных проектов 5G были отложены с 31 января. В большинстве стран развертывание 5G еще не началось или находится на очень ранней стадии Тендеры по шести крупным 5G проектам перенесены Китай сде...
  • Как настроить цифровые каналы на телевизоре Samsung Цифровое телевидение появилось в нашей стране несколько лет назад. С тех пор это опция, которая часто используется для подключения каналов. И это оправдано. Цифровое телевидение не нужно настраивать...

Результаты показали, что энергия света вызывала вибрации, как и ожидалось, с двумя молекулами йода, быстро приближающимися и отдаляющимися друг от друга. «Это действительно большой эффект, и, конечно, мы это видели». сказал Баксбаум.

Но другой, гораздо более слабый тип вибрации также обнаружился в данных, «процесс достаточно слабый, чтобы мы не ожидали его увидеть», сказал он. «Это подтверждает потенциал открытия этой техники».

Они также смогли увидеть, насколько далеко друг от друга были атомы и в каком направлении они движутся в самом начале каждой вибрации. сжимая или расширяя связь между ними. а также, как долго длился каждый тип вибрации.

Только в нескольких процентах молекул световые импульсы заставляли атомы йода разлетаться, а не вибрировать, отбрасываясь в противоположных направлениях с высокой или низкой скоростью. Как и в случае вибраций, быстрые полеты ожидались, а медленные. нет.

Баксбаум сказал, что он ожидает, что химики и материаловеды смогут эффективно использовать эти методы. Тем временем, его команда и другие сотрудники лаборатории будут продолжать заниматься разработкой инструментов, чтобы видеть все больше и больше вещей, происходящих в молекулах, и понимать, как они движутся. "Это цель здесь", сказал он. «Мы кинематографисты, а не писатели, продюсеры или актеры. Ценность того, что мы делаем, состоит в том, чтобы все эти вещи происходили в сотрудничестве с другими учеными».