Výstřel nejsilnějšího rentgenového laseru stvořil „molekulární černou díru“  
Co se stane, když extrémním laserovým paprskem tvrdého rentgenového záření zasáhnete malou organickou molekulu? Pozorovali to vědci ve SLAC National Accelerator Laboratory.

 

Molekulární černá díra. Kredit: DESY/Science Communication Lab.
Molekulární černá díra. Kredit: DESY/Science Communication Lab.

 

Černé díry jsme sice vlastně původně objevili v rovnicích Einsteinovy relativity, ale obvykle je naháníme po obloze. Mohou vznikat zhroucením velkých hvězd anebo sedí jako nepředstavitelně velká monstra v nitru galaxií. Každopádně bývají hodně daleko. Fyzikům to je samozřejmě líto a poohlížejí se po jevech, které by měly s černými děrami byť jenom něco málo společného a přitom by byly dostupnější našemu zkoumání. Teď si připsali pozoruhodný úlovek, když vystřelili s nejvýkonnějšího rentgenového laseru světa a pozorovali, jak to dopadlo.

 

Daniel Rolles. Kredit: KSU.
Daniel Rolles. Kredit: KSU.

Daniel Rolles z Kansaské Státní univerzity a jeho početní spolupracovníci si hráli se zařízením Coherent X-ray Imaging (CXI) v Linac Coherent Light Source (LCLS), který je součástí laboratoří SLAC National Accelerator Laboratory. Jeho rentgenový laser je nejvýkonnější na světě. Veškerou jeho sílu, na plný výkon, odpálili do malé molekuly, konkrétně jodmethanu. A pak se děly věci. Nakonec z toho byl článek v Nature.


Během 30 femtosekud, což je opravdu extrémně krátký okamžik, přišla cílová molekula zřejmě o více než 60 elektronů. To je daleko vyšší počet, než kolik badatelé očekávali na základě dřívějších experimentů s méně intenzivními laserovými paprsky nebo izolovanými atomy. Jistý atom molekuly, shodou okolností atom jódu, přišel o většinu elektronů a stalo se něco zvláštního. Vznikla prázdnota, která začala přitahovat elektrony ze zbytku molekuly. Jako když maličká černá díra přitahuje okolní hmotu. Pak dotyčná molekula dle očekávání explodovala.

 

Část zařízení Coherent X-ray Imaging (CXI). Kredit: SLAC.
Část zařízení Coherent X-ray Imaging (CXI). Kredit: SLAC.

Molekulární černá díra, to je samozřejmě jenom nadsázka, i když pěkná. Nešlo o gravitační singularitu, Rollesův tým ale i tak dělal úžasné věci. Představte si, že koncentrujete veškerou sluneční záři, která dopadá na povrch Země, na plošku velikosti nehtu. A ještě to vynásobte 100. Tohle umí zařízení CXI, když jede na plný výkon. Badatelé v tomto případě pomocí speciálních zrcadel soustředili ultraintenzivní rentgenový paprsek na plošku o průměru cca 100 nanometrů.

 

SLAC National Accelerator Laboratory.
SLAC National Accelerator Laboratory.

Proč je tolik rozruchu kolem žhavení molekuly extrémním rentgenovým paprskem? Podobné experimenty umožňují zobrazovat biologické objekty, jako třeba bakterie nebo viry v extrémním rozlišení. Také lze s jejich pomocí studovat chování hmoty za extrémních podmínek nebo lépe pochopit uspořádání elektrických nábojů v komplexních molekulách a jejich změny v čase.


Jak říká Rolles, když někdo ve výzkumu ozařuje intenzivním paprskem tvrdého rentgenového záření vzorky, tak by pochopitelně rád předem tušil, co může očekávat a co se stane se vzorkem. Rolles a spol. prozkoumali chování částic po zásahu takovým extrémním paprskem v relativně malé molekule. Teď budeme moct předpovídat reakce a poškození větších molekul v podobné situaci.

Video:  Coherent X-Ray Imaging (CXI) Instrument

 

 

Video:  Installation of CXI Detector



Literatura
SLAC National Accelerator Laboratory 31. 5. 2017, Nature 546: 129-132.

Datum: 04.06.2017
Tisk článku

Chemické názvoslovie - Vavra Martin, Čurda Marián
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 806 Kč
cena: 757 Kč
Chemické názvoslovie
Vavra Martin, Čurda Marián
Související články:

Skládáním laserů můžeme zmenšit urychlovače z kilometrů na metry     Autor: Stanislav Mihulka (30.05.2014)
Jak rentgenový laser odpálí buckyball?     Autor: Stanislav Mihulka (30.06.2014)
Sci-fi v přímém přenosu: Fyzici vytvořili hmotu se zápornou hmotností     Autor: Stanislav Mihulka (23.04.2017)



Diskuze:

http://www.dooiitt.com/category/raksha-bandhan/

Dooiitt Dooiitt,2017-07-13 08:14:04

Raksha Bandhan je považována za nejposvátnější příležitost plnou lásky, péče a soužití. Zobrazit fotky Rakhiho za bratra / sestru.
Navštivte prosím http://www.dooiitt.com/category/raksha-bandhan/ Rakhi Images

Odpovědět

citáty Raksha Bandhan

Dooiitt Dooiitt,2017-07-13 08:12:57

Raksha Bandhan, nebo prostě Rakhi je hinduistický náboženský a sekulární festival. Sbírka sladkých zpráv, které můžete poslat svému bratrovi / sestře na příležitostnou příležitost Raksha Bandhan.
Navštivte http://www.dooiitt.com/category/raksha-bandhan/ citáty Raksha Bandhan

Odpovědět

Rakhi Images

Dooiitt Dooiitt,2017-07-13 08:09:59

Raksha Bandhan je považována za nejposvátnější příležitost plnou lásky, péče a soužití. Zobrazit fotky Rakhiho za bratra / sestru.
Navštivte prosím Rakhi Images

Odpovědět

Podobnost jevů v mikro a makro kosmu.

Jaroslav Červinka,2017-06-08 14:58:33

8. června 2017
Podobnost jevů v mikro a makro kosmu.
Výstřel nejsilnějšího rentgenového laseru stvořil „molekulární černou díru“
„Co se stane, když extrémním laserovým paprskem tvrdého rentgenového záření zasáhnete malou organickou molekulu? Pozorovali to vědci ve SLAC National Accelerator Laboratory.“
Tak zní úvodní otázka. Ta druhá otázka zní následovně: Odpovídá vysvětlení s odkazem na černé díry moderním poznatkům Nové relativně (ne)částicové fyzice, vycházející z principů superpozice bosonů ZoCeLo?
Předně je nutné říci, že pojem černá díra je velmi zavádějící a vychází z naivních představ astronomů, kteří nemají povědomí o podstatě elementárních částic a základních formách transformace energie ve vírových strukturách EM polí na všech úrovních mikro i makro kosmu.
Zjednodušeně lze říci, že pojem černá díra vznikl jako důsledek optického klamu při pozorování kosmických těles, a to v důsledku omezených možností zkoumat fyzikální procesy v lokalitách struktur kosmických objektů, které se jevily jako černé díry. Nová fyzika pojem černá díra nezná, protože i v těchto prostorech jde vždy o energii, kterou se až do nedávné doby nedalo pozorovat.
Dnes je již všeobecně známo, že černé díry mohou vyzařovat ohromné množství energie, jako na příklad pulzary atd. Pozoruhodné je, že mnohé kosmické objekty mohou nabývat tvarů velmi podobných energii v elektromagnetických polích subatomových struktur, zejména na úrovni bosonu ZoCeLo.
A zde jsme u přínosu uvedeného pokusu molekulární černé díry, jak je jev v článku nazván. Výsledky pokusu ukazují, že vědci krok za krokem nacházejí důkazy o strukturální podobnosti jevů v mikro i makro kosmu. Z doprovodného obrázku je zřejmé, že jde o vírové struktury, které je potřeba teoreticky podpořit s využitím strukturálních modelů subatomových a atomových modelů brněnských vědců.

Odpovědět

A teplota

Alexandr Kostka,2017-06-05 19:25:27

Co teplota? měřili jí během experimentu? (tak nějak bych očekával, že orváním tolika elektronů se atom velmi, velmi ochladí, proto se ptám)

Odpovědět


Re: A teplota

Milan Krnic,2017-06-05 20:17:51

Měřili? Spíš zda počítali, ale to nám beztak nic neřekne.

Odpovědět


Re: A teplota

Jiří Svejkovský,2017-06-05 22:23:08

Odebráním většiny elektronů se z atomu stane plazma, nebo ne? Pak by teplota měla spíš vzrůst.

Odpovědět

RE- SLAC

Vlastislav Výprachtický,2017-06-05 16:01:38

Molekuly jednotlivých prvků budou mít odlišné chování. Uvedl jsem možnost vytvoření antičástic protože se dle záznamu molekulární " černé díry " spíše jedná o anihilaci hmoty.

Odpovědět

X -ray / SLAC/

Vlastislav Výprachtický,2017-06-04 19:04:41

Explozní zbytky by bylo vhodné detekovat a různé molekuly tak porovnávat. Možná ,že se vytvoří i antičástice.

Odpovědět


Re: X -ray / SLAC/

Petr Kr,2017-06-05 13:33:51

Chová se to vždy pro danou molekulu stejně? Má každá molekula jedinečné chování? Proč potřebujeme antičástici? Zatím je pouze teoretická a neumíme ji vytvořit?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace