Первые в истории снимки показали вибрацию атомов перед разрушением молекулы

На европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) недалеко от Гамбурга исследователи использовали высокоинтенсивные ультракороткие рентгеновские импульсы для воздействия на молекулу 2-йодопиридина. Энергия лазера отрывала электроны и превращала молекулу в высокозаряженную систему, которая немедленно распадалась. Команда ученых сумела визуализировать движение молекулы в момент распада и проанализировала направление движения фрагментов.

Для этого исследователи использовали микроскоп COLTRIMS, который может отслеживать заряженные частицы в фемтосекундном масштабе. Устройство регистрирует несколько фрагментов одновременно и помогает создать полную трехмерную карту молекулярной структуры непосредственно перед распадом.

Как выяснили ученые, фрагменты не разлетались в направлениях, соответствующих ожидаемой плоской геометрии молекулы. Вместо этого они демонстрировали признаки едва заметного искривления. Иными словами, они заметили движение, застывшее во времени, https://interestingengineering.com/science/quantum-tremors-m... IE.

«Мы изучаем квантовое нулевое движение, которое всегда присутствует даже при абсолютном нуле температуры, — сказал Тиль Янке, старший научный сотрудник Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах. — Это наименьшее возможное движение, которое может иметь система».

Это движение не было случайным. Оно демонстрировало скоординированное дрожание атомов, типичное для когерентного квантового движения, а не для тепловых колебаний.

Чтобы подтвердить свои наблюдения, исследователи сравнили свои результаты с компьютерным моделированием. Воспроизвести эти наблюдения при помощи одной лишь классической физики было невозможно. Только включение квантовых эффектов позволило согласовать модели с экспериментальными данными.

«Это крупный прорыв в молекулярной визуализации, — заявил Арно Рузе из Института Макса Борна. — Теперь мы можем наблюдать квантовое движение в сложных молекулах в режиме реального времени». Эксперимент помогает углубить понимание поведения материи в квантовых масштабах и может послужить основой для будущих исследований в области химии, физики и квантового моделирования.

Ученые из США успешно https://hightech.plus/2024/05/31/uchenie-razrabotali-novuyu-... прозрачное окошко в череп пациента. Они использовали функциональную ультразвуковую визуализацию для получения высококачественных данных о мозге.