Мощнейший в мире рентгеновский лазер превратил атом в "черную дыру"

Международный Форум "Атомэкспо 2017" (120)
© РИА Новости / Алина Полянина // DESY/Science Communication LabОбстрел атома йода сверхмощным рентгеновским лазером превратил его в аналог черной дырыОбстрел атома йода сверхмощным рентгеновским лазером превратил его в аналог черной дыры

МОСКВА, 31 мая — РИА Новости. Рентгеновский лазер LCLS позволил физикам "катапультировать" почти все электроны одного атома в молекуле и временно превратить его в миниатюрный аналог черной дыры, притягивающей к себе электроны с силой ее космического собрата, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Сила, с которой электроны притягивались к атому йода в данном случае, была гораздо большей, чем та, которую бы вырабатывала, к примеру, черная дыра с массой в десять Солнц. В принципе, гравитационное поле любой черной дыры звездной массы неспособно сопоставимым образом действовать на электрон, даже если его вплотную приблизить к горизонту событий", — рассказывает Робин Сантра (Robin Santra) из Немецкого синхротронного центра DESY.

Сантра и его коллеги создали подобную миниатюрную черную дыру, сфокусировав весь луч рентгеновского лазера LCLS, пока самой мощной установки подобного рода в мире, на точке шириной всего в 100 нанометров. Это примерно равно длине крупной органической молекулы и в несколько сотен раз меньше ширины пучка, обычно применяющегося в опытах с подобными излучателями.

Физики сделали мощнейший рентгеновский лазер LCLS в 50 раз точнее

Благодаря этому мощность лазерного пучка достигла десяти миллиардов гигаватт на квадратный сантиметр, вплотную подобравшись к отметке, где начинают проявляться ультрарелятивистские эффекты и свет начинает спонтанно превращаться в материю и антиматерию.

Столкновение такого импульса с одиночными атомами ксенона и йода, как показали первые опыты физиков, приводит к тому, что они теряют фактически все свои электроны и приобретают фантастически высокую степень окисления — +48 или +47, в результате чего возникает рекордно высокий положительный заряд.

Ученые решили проверить, как этот заряд может повлиять на поведение других молекул и атомов, соединив йод с молекулами метана и этана, "прозрачными" для рентгена и не реагирующими на облучение подобными лучами.

Так художник представил себе реакцию между рутением и угарным газом
Рентгеновский лазер помог физикам снять химическую реакцию на видео

Результаты этих опытов оказались фантастическими — облучение таких молекул лазером всего на протяжении 30 наносекунд привело к тому, что атомы йода превратились в своеобразные электрические черные дыры на мгновения после того, как их прошил рентгеновский пучок.

Эти атомы, вопреки ожиданиям ученых, потеряли гораздо больше электронов — не 46 или 47, а 53 или 54 частицы. На этом процесс не остановился, и атомы йода, подобно сверхмассивным черным дырам, начали перетягивать на себя электроны из других частей молекулы, разгонять и "выплевывать" их в виде пучков, похожих на выбросы их космических "кузенов".

В результате этого вся молекула йодметана фактически мгновенно дезинтегрировала себя, прожив всего триллионную долю секунды после начала обстрела лазером. Нечто подобное, как полагают ученые, может происходить при контакте живых организмов с рентгеновским излучением, и изучение этого процесса поможет нам понять, как можно снизить или нейтрализовать вред от радиации.

Обработанная фотография электронов, обращающихся вокруг атомов углерода в кристалле алмаза
Рентгеновский лазер помог физикам взглянуть на электроны внутри алмаза

"Йодметан — относительно простая молекула, которая помогает нам понимать то, что происходит с органическими молекулами при их повреждении радиацией. Мы полагаем, что эта реакция протекает еще более бурно в йодэтане и других сложных молекулах, где йод может выбрасывать до 60 электронов, однако пока мы не знаем, как его можно описать. Решение этой задачи является нашей следующей целью", — заключает Артем Руденко из университета штата Канзас (США), первый автор статьи.

РИА Наука
Комментарии
31 пользователь оставили 56 комментариев
У физиков есть традиция - каждые 10 миллионов лет они собираются и делают черную дыру из йода.
Забавляют некоторые товарищи, которые говорят "Доиграются..." и т. д. Самое интересное, при этом, что все что есть вокруг них, включая их язык - плод труда инженеров. Инженеров в широком смысле слова. Потому что инженер, в переводе, изобретатель, творец. Каждая вещь вокруг нас создана руками инженера и мыслящего человека. Каждый из них был новатором. Кого то изгоняли, кого то жгли на кострах вот такие вот субъекты. А без инженера мы кто? Неандертальцы голые. Даже дубина деревянная - итог мысли изобретателя. Как ее применить и что с ней делать. Позор таким товарищам. Возможно, это шаг в будущее. А некотором удобнее в собственной темноте и серости.
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена