Forskere, ved hjælp af verdens mest kraftfulde X-ray laser, har oprettet en molekylær sort hul, der består af tunge atomer, som suger elektroner fra deres naboer.
Forskere fra Kansas State University i USA med succes anvendte korte pulser af ultra-intens høj-energi X-stråler til at producere et detaljeret billede af, hvordan X-ray stråling interagerer med molekyler.
Dette var første gang, denne form for ekstrem lys har været brugt til at bryde op molekyler, og det kan hjælpe med at forstå skader fra X-ray stråling, når det bruges til at tage en X-ray billede, siger forskerne.
Holdet skudt iodomethane (CH3I) og iodobenzene (C6H5I) molekyler med en kraftfuld X-ray stråle.
“Som denne kraftfulde X-ray lyset rammer et molekyle, den tungeste atom, jod, absorberer et par hundrede gange mere X-stråler end alle de andre atomer,” siger Artem Rudenko, adjunkt ved Kansas State University.
“Så, de fleste af dets elektroner er skrællet væk, at skabe en stor positiv ladning på jod,” Rudenko sagde.
“X-ray laser er den mest kraftfulde i verden med en intensitet på 100 billiarder kilowatt per kvadratcentimeter,” Rudenko sagde.
Den positive ladning, der blev oprettet støt trækker elektroner fra andre atomer i molekylet, som fylder oprettet stillinger som en kortvarig sort hul, siger forskerne.
I modsætning til den virkelige sort hul, molekylær version lader elektroner ud igen. De er skrællet væk på få femtosekunder.
“Den cyklus gentager sig selv, indtil molekyle eksploderer”, sagde Daniel Rolles adjunkt ved Kansas State University.
“I alt er der 54 af iodomethane er 62 elektroner blev skubbet ud i dette eksperiment, langt mere end vi havde forventet, baseret på tidligere undersøgelser, som bruger mindre intens X-stråler. Hertil kommer, at de større molekyle, iodobenzene, taber endnu flere elektroner,” sagde han.
Ultra-intens X-stråler give et nyt og effektivt værktøj til billede biologiske partikler, såsom proteiner og vira, med høj opløsning, siger forskerne.
“Baseret på vores resultater, kan vi forudsige, hvad der vil ske i større systemer,” Rolles sagde.
Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.