Elektronika.lt
 2024 m. kovo 28 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 - Elektronika, technika
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvykiai, visuomenė
 - Pažintiniai, įdomybės
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Kovo 28 d. 11:17
Kaip atrodys mokslai, studijos ir darbas DI eroje: pagrindiniai parodos „Karjera & studijos Lietuvoje“ akcentai
Kovo 28 d. 08:52
Jungikliai pagaminti iš atliekų – naujovė tvariems namams
Kovo 27 d. 20:30
Saulės elektrinė – daugiabučio balkone: ar tai įmanoma Lietuvoje? (1)
Kovo 27 d. 18:19
4 išmanūs sprendimai, leidžiantys efektyviai taupyti elektrą
Kovo 27 d. 16:36
Ekspertė apie dirbtinį intelektą ir darbuotojų produktyvumą: „Svarbu suprasti, jog nėra vieno stebuklingo įrankio, kuris išspręstų visas problemas“
Kovo 27 d. 14:14
„Philips Monitors“ E1 serija turės tris naujus daugiafunkcinius modelius, skirtus hibridiniam ir nuotoliniam darbui
Kovo 27 d. 12:43
Reikalavimas elektrifikuoti penktadalį stovėjimo vietų glumina verslą: nukentės galutiniai vartotojai
Kovo 27 d. 10:37
KTU mokslininkų ir partnerių bendras darbas: virtuali realybė padės mokantis chirurgijos
Kovo 27 d. 08:12
Prarasti Lietuvos mokslininkai: kodėl moksleiviai dažnai nenori tapti mokslininkais ir kaip tai pakeisti?
Kovo 26 d. 20:20
Kaip keičiasi vairavimo įpročiai persėdus į elektromobilį?
FS 22 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS 22 Maps, FS22 Mods
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
FS22 Tractors
Farming Simulator 22 Mods, FS22 Maps, FS22 Trucks
VAT calculator
VAT number check, What is VAT, How much is VAT
Paskola internetu
Vartojimo paskola, paskola automobiliui, paskola būsto remontui
Thermal monocular
Thermal vision camera,
Night vision ar scope,
Night vision spotting scope
FS22 Mods
FS22 Harvesters, FS22 Tractors Mods, FS22 Maps Mods
FS22 Mods
FS22 Maps,
FS22 Harvesters,
FS22 Tractors
Dantų protezavimas
All on 4 implantai,
Endodontija mikroskopu,
Dantų implantacija
Sims 4 Mods
Sims 4 CC Clothes,
Sims 4 Hair CC,
Sims 4 Skill Cheat
Optic sight
Binoculars for hunting elk,
Best compact binoculars,
Riflescope hunting
Reklama
 Straipsniai » Pažintiniai, įdomybės Dalintis | Spausdinti

Kaip mokslininkai sukūrė juodosios bedugnės analogą Žemėje

Publikuota: 2017-06-03 11:06
Tematika: Pažintiniai, įdomybės
Skirta: Pradedantiems
Aut. teisės: ©Technologijos.lt
Inf. šaltinis: Technologijos.lt

Tarptautinė mokslininkų grupė išsiaiškino, kad apšvitinus organines molekules intensyviais rentgeno spinduliais, randasi mikroskopiniai juodųjų bedugnių analogai. Šis atradimas padės tiksliau išsiaiškinti sudėtingų molekulių ir biologinių medžiagų struktūrą. Tyrimas publikuotas žurnale „Nature“.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Tarptautinė mokslininkų grupė išsiaiškino, kad apšvitinus organines molekules intensyviais rentgeno spinduliais, randasi mikroskopiniai juodųjų bedugnių analogai. Šis atradimas padės tiksliau išsiaiškinti sudėtingų molekulių ir biologinių medžiagų struktūrą. Tyrimas publikuotas žurnale „Nature“.

Kaip mokslininkai sukūrė juodosios bedugnės analogą Žemėje

Laisvųjų elektronų rentgeno lazeriai (LERL) – lazeriai, kuriantys rentgeno spinduliavimą. Jais gali būti tiriamos biologinių molekulių struktūros. LERL darbinis kūnas – elektronų pluoštas, judantis sinusine trajektorija per unduliatorių (arba viglerį) – įrenginį iš eilės magnetų. Taip elektronai siauru kūgiu spinduliuoja rentgeno fotonus.

Rentgeno spinduliai yra gan trumpos (10–0,01 nm, kai regimoji šviesa – 380–750 nm) elektromagnetinio spinduliavimo bangos, tad jomis galima tyrinėti labai mažus objektus – kuo bangos ilgis mažesnis, tuo smulkesnius objektus ir jų detales galima aptikti. Tačiau yra problema: kuo bangos ilgis mažesnis, tuo didesnė jų energija. Todėl, užuot nušvietę biologinių molekulių struktūrą, rentgeno spinduliai ją sudegina. Šį sunkumą padeda įveikti femtosekundiniai lazeriai, generuojantys itin trumpus, femtosekundinius impulsus.

Šio tipo LERL kuriami rentgeno spinduliavimo impulsai trunka maždaug 5–50 fs. Tokių trumpų, bet itin galingų (iki 10²⁰ W/cm²) impulsų veikiamas, bandinys nespėja suirti, kol mokslininkai gauna jo atvaizdą. Tačiau ir čia yra savi apribojimai. Tokie intensyvūs impulsai tinka sudėtingų medžiagų ir biologinių sistemų tyrimui, bet ne fundamentaliems molekulių tyrimams, kur naudojamas silpnesnis rentgeno spinduliavimas.

Kaip mokslininkai sukūrė juodosios bedugnės analogą Žemėje
Laisvųjų elektronų lazeris
©China Crisis / „Wikipedia“

Mat intensyviais rentgeno spinduliais švitinami atomai aukštą jonizacijos lygį pasiekia, sugerdami daug fotonų. Molekulėse, sudarytose iš skirtingų atomų, tai vyksta su sunkiausiais atomais (kurių eilės numeris didžiausias), jeigu jo fotono sugėrimo tikimybė gerokai didesnė už kaimyninių branduolių. Po to gautas krūvis pasklinda po visą molekulę. Tokia jonizacija gali sukelti lokalius bandinio pažeidimus ir iškraipyti vaizdą.

Mokslininkai išmoko numatyti iškraipymus, kai naudojami „minkšti“, nelabai intensyvūs rentgeno impulsai. Tam tikslui buvo sukurti tokiomis pat sąlygomis jonizuojamo, izoliuoto, vieno atomo modeliai. Tačiau nebuvo aišku, ar tuos pačius procesus galima sumodeliuoti poliatominėse molekulėse, naudojant kietesnį ir intensyvesnį spinduliavimą.

Aiškindamasi šį klausimą, tarptautinė mokslininkų grupė panaudojo JAV Nacionalinės greitintuvų laboratorijos SLAC laisvųjų elektronų lazerį LCLS (Linac Coherent Light Source). Izoliuoti ksenono atomai, dujinio metano jodido (CH₃I) ir benzolo jodido (C₆H₅I) molekulės, buvo paveiktos 8,3 keV fotonų energijos ir 10¹⁹ W/cm² intensyvumo rentgeno spinduliavimu. Kiekvienas impulsas truko <30 fs. Buvo matuojama susidarančių jonų išeiga ir kinetinė energija.

Kaip mokslininkai sukūrė juodosios bedugnės analogą Žemėje
Linijinis greitintuvas LCLS
©Brad Plummer / „Wikipedia“

Paaiškėjo, kad ksenono atomų ir jodo jonų iš CH3I maksimalus jonizacijos lygis buvo panašus (atitinkamai 48+ ir 47+). To nebuvo, eksperimentuojant su minkštu rentgeno spinduliavimu ir 5,5 keV fotonais, kur atskirų atomų jonizacija buvo didesnė, nei atomų su panašiu eilės numeriu molekulėje. Didžiausias visos metano jodido molekulės jonizacijos lygis siekė 54+ (tai reiškia, kad rentgeno fotonas išmušė iš molekulės 54 elektronus), ir viršijo maksimalų teigiamą ksenono krūvį.

Tokį rezultatą fizikai aiškina, pasitelkdami teorinį modelį. CH3I vandenilio ir anglies atomai fotonus sugeria nežymiai, nes efektyvus jų skerspjūvis mažas. Šis rodiklis apibūdina atomo sąveikos su dalele tikimybę, ir priklauso nuo atomo dydžio. Paprasčiau tariant, kuo didesnis atomas, tuo didesnė tikimybė, kad fotonas ją paveiks.

Didesnio jodo atomo ir efektyvusis skerspjūvis didesnis. Beveik visi molekulės sugerti fotonai jonizuoja jodą – jis netenka 47 elektronų (anglis irgi jonizuojama, tačiau netenka tik keturių elektronų). Pasireiškia Ožė efektas, kai atomas tampa nestabilus ir atsiradusias tuščias vietas (vakansijas) turi užpildyti elektronais, esančiais kitose (aukštesnėse) orbitalėse. Dėl to išsiskiria energija, kuri gali būti perduodama kitiems elektronams ir priversti juos palikti atomą. Taip procesas tampa kaskadiniu ir jodo atome susidaro stiprus teigiamas krūvis.

Kaip mokslininkai sukūrė juodosios bedugnės analogą Žemėje
Įrenginio schema
©A. Rudenko / Nature

Būtent taip jodas tampa, pasak mokslininkų, savotišku molekuliniu juodosios bedugnės atitikmeniu, traukiančiu link savęs kaimyninių atomų elektronus. O elektromagnetinės sąveikos kuriama traukos jėga didesnė nei ta, kuria elektronus galėtų paveikti astronominė, dešimties Saulės masių, juodoji bedugnės. Jodas stengiasi užpildyti ištuštėjusias savo orbitales, tačiau galiausiai netenka didžiosios dalies neigiamo krūvio. O vandenilio atomai netenka vienintelių elektronų. Visa tai įvyksta per kelias femtosekundes, ir dėl to šis jonizacijos tipas yra vienas iš sparčiausių.

Mokslininkų pasiūlytu mechanizmu, kurį jie pavadino CREXIM (angl. charge-rearrangement-enhanced X-ray ionization of molecules), galima numatyti eksperimentinius duomenis. Tai svarbu, nes „juodųjų bedugnių“ sukuriamas teigiamas laukas suplėšo molekulę į skutelius, ir iškreipia gaunamą vaizdą. Metano jodidas šiame darbe yra kaip modelis, pagal kurį galima numatyti kitų, sudėtingesnių, molekulių elgesį.


Technologijos.lt



Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

Global electronic components distributor – Allicdata Electronics

Electronic component supply – „Eurodis Electronics“

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Full feature custom PCB prototype service

GENERAL FINANCING BANKAS

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

„Konstanta 42“

Technologijos.lt

Buitinė technika ir elektronika internetu žemos kainos – Zuza.lt

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

„Deinavos baldai“ — šeimos baldai


Reklama
‡ 1999–2024 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Script hook v, Openiv, Menyoo
gta5mod.net
Farming Simulator 2019 Mods, FS22 Mods, FS22 Maps
farmingsimulator19mods.fr
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
Reklamos paslaugos
SEO sprendimai

www.addad.lt
Elektroninių parduotuvių optimizavimas „Google“ paieškos sistemai
www.seospiders.lt
FS22 mods, Farming simulator 22 mods,
FS22 maps

fs22.com
Reklama


Reklama