世界上最强大的X射线激光产生分子“黑洞”

 作者:劳稼俺     |      日期:2017-12-14 05:40:04
世界上最强大的X射线激光器创造了一个分子“黑洞”黑洞不是超大质量天体的微小版本,它吞噬了它的事件视野中的一切更确切地说,当X射线能量瞄准一个分子时,它会剥离掉许多电子,从而产生一个空洞,然后吸收来自附近原子的所有电子 - 以黑洞的方式研究报告的共同作者,加利福尼亚州门洛帕克SLAC国家加速器实验室的物理学家Sebastien Boutet说:“它基本上将所有电子从周围环境中吸走” “这类似于一个黑洞如何重力吸引所有东西” [最亮的X射线激光'在令人惊叹的视频中'吹起'水滴]由于同类中最强烈的X射线光束,分子黑洞效应发生 - 相当于将所有太阳光聚焦到一个大小为a的地方缩略图实验依赖于SLAC的Linac相干光源X射线自由电子激光器,该激光器产生极高能量的激光脉冲,称为硬X射线然后,Boutet及其同事使用一系列镜子将X射线能量聚焦到直径约100纳米的点上 (人的头发宽约70,000纳米,其中1纳米是十亿分之一米)这些聚焦的激光脉冲然后照射孤立的氙原子和碘甲烷(CH3I)和碘苯(C6H5I)分子调整了强烈的能量,使得X射线首先从碘原子的最内能量壳中剥离电子 (电子在壳体或轨道中的原子核周围旋转,具有不同的能级)首先,一切都像预测的那样:像弹球一样,外部电子从最外层的电子轨道级联进入最内层的壳体,在那里它们也会由X射线脉冲射出虽然很有戏剧性,但预计会有初步过程然而,X射线脉冲不仅消耗了碘电子的外壳:碘原子通常含有53个电子,继续吸收分子中相邻碳和氢原子的电子 - 之后它们被猛烈地射出好总而言之,碘分子损失了54个电子 - 比最初开始的原子还多整个过程仅发生在30飞秒或一千万亿分之一秒内在这个戏剧性的级联结束时,分子爆炸了 Boutet说,研究结果表明,物理学家过去用来捕捉X射线激光脉冲影响的一些基本模型可能缺乏 “即使对于一个相对简单的东西,一个六原子系统,最终预测损害将如何发生也是非常具有挑战性的,”Boutet告诉Live Science他补充说,这些发现可以帮助科学家更好地模拟强大的激光脉冲所引起的辐射损伤,激光脉冲常常用于显示复杂的有机分子,如病毒,酶和细菌虽然支撑分子黑洞的过程是戏剧性的,但它可能从未在地球上发生过 “有一些天体事件将会产生这些激烈的领域,如超新星,”布特说 “在人类碰巧的任何地方,