مطالعه دینامیک الکترون با زمان میلیونم یک میلیاردم ثانیه نشان می دهد که آسیب تشعشع در سطح مولکولی می تواند ایجاد کند.
اولین مطالعه در نوع خود از پالس های لیزری پرتو ایکس فوق سریع برای مختل کردن الکترون های یک مولکول اکسید نیتروژن و اندازه گیری تغییرات حاصل با دقت بی سابقه ای استفاده کرد.
این اثر، امروز منتشر شده است علوم پایه، در منبع نور منسجم Linac (LCLS) در مرکز شتاب دهنده خطی استنفورد (SLAC)، استنفورد، ایالات متحده انجام شد و توسط تیمی متشکل از پنج دانشمند از امپریال کالج لندن پشتیبانی شد.
اشعه ایکس معمولی که در تصویربرداری و رادیوتراپی استفاده می شود می تواند به سلول ها آسیب برساند، اما دقیقاً در سطح مولکولی مشخص نیست. علاوه بر این، لیزرهای پرتو ایکس با شدت بالا و کوتاه مدت برای تصویربرداری از مولکول‌های کوچک‌تر با دقت بیشتر پیشنهاد شده‌اند که منجر به پرسش‌هایی در مورد آسیب احتمالی که می‌تواند به بافت‌های زنده وارد شود، می‌شود.
برای اولین بار، محققان توانسته‌اند رفتار الکترونها را در یک مولکول اندازه‌گیری کنند، زیرا به تابش اشعه ایکس فوق‌سریع در مقیاس‌های زمانی آتوثانیه پاسخ می‌دهد - کمتر از میلیونم یک میلیاردم ثانیه.
درک محدودیت های جدید
پروفسور جان مارانگوس، از دپارتمان فیزیک امپریال، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «دستیابی به دقت چند صد آتوثانیه در زمان‌بندی دینامیک الکترون به این معنی است که اکنون می‌توانیم پدیده‌های خاصی را تا حدی جدید درک کنیم.
واقعیت این است که برخی از دینامیک‌های الکترون در موضوعات مهم، مانند آسیب تشعشع به مولکول‌های زیستی، تا کنون برای ما بسیار سریع بوده است. رادیوتراپی."
محققان به طور همزمان یک پالس اشعه ایکس و یک پالس لیزر را به سمت یک مولکول اکسید نیتروژن شلیک کردند - اولی که یک الکترون را از جای خود خارج کرد و دومی برای زمان‌بندی تغییرات حاصل. پیش از این، محققان با استفاده از اشعه ایکس معمولی، گسیل الکترون را در فرآیندی به نام واپاشی اوگر-میتنر (AM) در مقیاس زمانی سریع مشاهده کرده بودند.
اکنون، با لیزرهای پرتو ایکس سریعتر، آنها توانستند پدیده جدیدی را مشاهده کنند که بر واپاشی AM تحمیل شده است. ردیابی الکترون ها به دلیل اثرات کوانتومی ممکن است دشوار باشد، به این معنی که الکترون ها می توانند همزمان در چندین حالت کوانتومی باشند.
پالس بسیار کوتاه پرتو ایکس یک "همدوسی کوانتومی" ایجاد می کند - برهم نهی از حالات کوانتومی الکترونی مختلف مولکول بسیار برانگیخته. اندازه‌گیری با دقت آتوثانیه‌ای یک «ضربه کوانتومی» -الگوی مکرر ایجاد شده توسط انسجام- را نشان داد که بر واپاشی AM همانطور که در جریان الکترونی گسیل‌شده مشاهده می‌شود، تحمیل شد.
نویسنده همکار Dr. Vitali Averbukh، از دپارتمان فیزیک امپریال، گفت: "مقابله با اثرات کوانتومی منسجم منشاء از این تابش برای ایجاد تصویر فیزیکی جدیدی از آسیب تشعشع توسط پرتوهای فوق سریع X شدید ضروری است. کار فعلی یکی از اولین مراحل است. در این جهت - به جای واپاشی آشنای AM، ضربان‌های کوانتومی را مشاهده می‌کنیم که نوع کاملاً متفاوتی از دینامیک هستند که به تغییرات شیمیایی برگشت‌ناپذیر تبدیل می‌شوند.
اینکه چقدر انسجام کوانتومی بر این تغییر شیمیایی تأثیر می‌گذارد، موضوعی است که به شدت مورد بررسی قرار می‌گیرد، اما نتایج اولیه به‌دست‌آمده توسط شیمی‌دان‌های کوانتومی در Imperial نشان می‌دهد که چنین انسجام کوانتومی واقعاً می‌تواند تغییرات شیمیایی را هدایت کند.
اندازه گیری آتوکلاک
زمان‌بندی فروپاشی AM و ضربان کوانتومی با استفاده از «اتوکلاک» انجام شد، که از پالس لیزر نوری قطبی دایره‌ای که همزمان با پالس اشعه ایکس شلیک می‌شود، استفاده می‌کند. جهت میدان لیزر بسیار سریع می چرخد و به الکترون تکانه می دهد که زمان انتشار آن را نشان می دهد.
سیگنال یک الکترون به عنوان موقعیتی روی آشکارساز حساس به تکانه ثبت شد و زمان ظاهر شدن الکترون را در چرخش میدان لیزر ثبت کرد. این به تیم اجازه داد تا دینامیک الکترون ها را دقیقاً بر اساس جایی که سیگنال ها در آشکارساز ظاهر می شوند، زمان بندی کنند.
لیزرهای فوق سریع و تنظیم اتوکلاک مورد استفاده این تیم راه را برای مطالعاتی هموار می کند که حرکت سریع الکترون ها را در مولکول های پیچیده تر در مقیاس های فضایی زیر نانومتری (یک میلیاردم متر) مشاهده می کنند و به محققان این امکان را می دهد تا تعاملات بین بخش های مختلف را ردیابی کنند. اتم ها و مولکول های تحت بررسی
نقل قول: سریعترین مطالعه در مورد نحوه پاسخ الکترونها به پرتوهای ایکس (۲۰۲۲، ۲۱ ژانویه) در ۲۲ ژانویه ۲۰۲۲ از https://phys.org/news/2022-01-fastest-ever-electrons-x-rays.html بازیابی شده است.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- DIY پروژه های نوسازی ارائه بهترین بازگشت به مالکان — اما گرفتن وجود دارد
- دانلود فیلم آموزش زبان انگلیسی از صفر تا صد
- AG Barr: DOJ کشیده شده بود به سیاسی 'گرداب'; بخش استفاده می شود به عنوان "سلاح سیاسی'
- Twitter hack: Three charged for alleged roles, including 17-year-old 'mastermind'
- بهترین گز فروشی اصفهان - آدرس و تلفن
- Caylin نیوتن شرح زیر است Cam مسیر برای Auburn
- Rayshard بروکس نباید مرده "به خاطر او بود مست در یک گوشی وندی': آتلانتا ادامه اعتراضات پس از کشنده تیراندازی پلیس
- خصوصیات کربن فعال
- نحوه استفاده از پیپت آزمایشگاهی( پیپت کلاس a)
- Kyrie Irving اشکال ائتلاف برای از خط خارج NBA راه اندازی مجدد مبارزه نژادی و بی عدالتی