LCLS rentgeno spindulių lazeris fizikams leido „katapultuoti“beveik visus molekulės vieno atomo elektronus ir laikinai paversti jį miniatiūriniu juodosios skylės analogu, pritraukiant elektronus į save savo kosminio ekvivalento galia, teigiama žurnale „Nature“paskelbtame straipsnyje.
© „RIA Novosti“/ Alina Polyanina // DESY / Mokslo komunikacijos laboratorija
- „Salik.biz“
Jėga, kuria elektronai buvo pritraukti į jodo atomą, šiuo atveju buvo daug didesnė nei jėga, kurią sukeltų, pavyzdžiui, juodoji skylė, kurios masė yra dešimt Saulių. Iš principo bet kurios žvaigždžių masės juodosios skylės gravitacinis laukas negali veikti elektrono panašiai, net jei jis yra labai arti įvykio horizonto “, - sako Robinas Santra iš Vokietijos sinchroninio centro DESY.
Santra ir jo kolegos sukūrė panašią miniatiūrinę juodąją skylę, sufokusuodami visą LCLS rentgeno lazerio spindulį, šiuo metu galingiausią tokio tipo įrenginį pasaulyje, tik 100 nanometrų pločio taške. Tai yra maždaug lygi didelės organinės molekulės ilgiui ir kelis šimtus kartų mažesnė už pluošto plotį, paprastai naudojamą eksperimentuose su tokiais emiteriais.
Dėl šios priežasties lazerio spindulio galia siekė dešimt milijardų gigavatų kvadratiniame centimetre ir priartėjo prie taško, kur pradeda pasireikšti ultrareativistiniai efektai ir šviesa pradeda savaime virsti materija ir antimaterija.
Tokio impulso susidūrimas su atskirais ksenono ir jodo atomais, kaip parodė pirmieji fizikų eksperimentai, lemia, kad jie praranda praktiškai visus savo elektronus ir įgyja fantastiškai didelę oksidacijos būseną - +48 arba +47, todėl susidaro rekordiškai didelis teigiamas krūvis.
Mokslininkai nusprendė išbandyti, kaip šis krūvis gali paveikti kitų molekulių ir atomų elgesį, derinant jodą su metano ir etano molekulėmis, kurios yra „skaidrios“rentgeno spinduliams ir nereaguoja į tokius spindulius.
Šių eksperimentų rezultatai pasirodė fantastiški - tokių molekulių apšvitinimas lazeriu tik 30 nanosekundžių lėmė tai, kad jodo atomai akimirksniu virto savotiškomis elektrinėmis juodosiomis skylėmis po to, kai jie buvo pradurti rentgeno spinduliu.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Šie atomai, priešingai mokslininkų lūkesčiams, prarado žymiai daugiau elektronų - ne 46 ar 47, o 53 ar 54 daleles. Procesas tuo nesustojo, o jodo atomai, kaip ir supermasyvios juodosios skylės, pradėjo traukti ant savęs elektronus iš kitų molekulės dalių, išsklaidyti ir „išspjauti“juos pluošto pavidalu, panašiu į jų kosminių „pusbrolių“išstūmimus.
Dėl to visa jodometano molekulė praktiškai akimirksniu suiro, gyvendama tik trilijoną sekundės po lazerio ugnies pradžios. Kažkas panašaus, kaip tiki mokslininkai, gali įvykti, kai gyvieji organizmai liečiasi su rentgeno spinduliais, o šio proceso tyrimas padės mums suprasti, kaip sumažinti ar neutralizuoti radiacijos žalą.
„Jodometanas yra gana paprasta molekulė, padedanti mums suprasti, kas nutinka organinėms molekulėms, kai jas pažeidžia radiacija. Manome, kad ši reakcija vyksta dar žiauriau jodoetane ir kitose sudėtingose molekulėse, kur jodas gali išstumti iki 60 elektronų, tačiau mes dar nežinome, kaip ją galima apibūdinti. Kitas šios problemos tikslas yra šios problemos sprendimas “, - reziumuoja pirmasis straipsnio autorius Artemas Rudenko iš Kanzaso universiteto (JAV).