LCLS rentgenski laser omogućio je fizičarima da "katapultiraju" gotovo sve elektrone jednog atoma u molekuli i privremeno ga pretvore u minijaturni analog crne rupe, privlačeći elektrone u sebe snagom svog kozmičkog kolege, navodi se u članku objavljenom u časopisu Nature.
© RIA Novosti / Alina Polyanina // DESY / Science Communication Lab
„Sila kojom su elektroni bili privlačeni na atom joda u ovom je slučaju bila puno veća od one koju bi stvorila, na primjer, crna rupa mase deset Sunca. U principu, gravitacijsko polje bilo koje crne rupe zvjezdane mase ne može djelovati na elektron na usporediv način, čak i ako je vrlo blizu horizonta događaja , kaže Robin Santra iz njemačkog Synchrotron centra DESY.
Santra i njegovi kolege stvorili su sličnu minijaturnu crnu rupu fokusirajući čitav snop LCLS lasera rendgenskih zraka, trenutno najmoćnije takve vrste na svijetu, u točku širokoj samo 100 nanometara. To je otprilike jednaka duljini velike organske molekule i nekoliko stotina puta manjoj od širine zrake koja se obično koristi u eksperimentima s takvim odašiljačima.
Zahvaljujući tome, snaga laserske zrake dosegla je deset milijardi gigavata po kvadratnom centimetru, približavajući se točki kada se ultrarelativistički efekti počinju očitovati i svjetlost se počinje spontano pretvoriti u materiju i antimateriju.
Sudar takvog impulsa s pojedinačnim atomima ksenona i joda, kao što su pokazali prvi eksperimenti fizičara, dovodi do činjenice da gube gotovo sve svoje elektrone i stječu fantastično visoko stanje oksidacije - +48 ili +47, što rezultira rekordno visokim pozitivnim nabojem.
Znanstvenici su odlučili testirati kako taj naboj može utjecati na ponašanje drugih molekula i atoma kombinirajući jod s molekulima metana i etana koji su "prozirni" za X-zrake i ne reagiraju na takve zrake.
Rezultati tih eksperimenata pokazali su se fantastičnim - zračenje takvih molekula laserom u trajanju od samo 30 nanosekundi dovelo je do činjenice da su se atomi joda pretvorili u svojevrsne električne crne rupe na trenutke nakon što su ih probili rendgenski zraci.
Promotivni video:
Ti su atomi, suprotno očekivanjima znanstvenika, izgubili puno više elektrona - ne 46 ili 47, već 53 ili 54 čestice. Proces se tu nije zaustavio, a atomi joda poput supermasivne crne rupe počeli su povlačiti na sebe elektrone iz drugih dijelova molekule, raspršavati ih i „ispljuvati“u obliku snopa sličnih izbacivanju njihovih kozmičkih „rođaka“.
Kao rezultat toga, cjelokupna molekula jodometana gotovo se odmah raspadala, živeći samo trilijun sekunde nakon početka laserske vatre. Nešto slično se, kako znanstvenici vjeruju, može dogoditi kada živi organizmi dođu u kontakt s X-zrakama, a proučavanje ovog procesa pomoći će nam da shvatimo kako smanjiti ili neutralizirati štetu od zračenja.
„Jodomethan je relativno jednostavna molekula koja nam pomaže razumjeti što se događa s organskim molekulama kada su oštećene zračenjem. Vjerujemo da se ova reakcija odvija još snažnije u jodoetanu i drugim složenim molekulama, gdje jod može izbaciti do 60 elektrona, ali još ne znamo kako se može opisati. Rješavanje ovog problema naš je sljedeći cilj , zaključuje Artem Rudenko sa Sveučilišta u Kansasu (SAD), prvi autor članka.
