Линейный Источник Когерентного света – это самый мощный в мире рентгеновский лазер, и он разработан для того, чтобы помочь ученым раскрыть тайны микроскопического мира более подробно. В прошлом инструмент использовался для создания своего рода мини-звезды, а в этот раз у ученых случайно получилась мини-черная дыра размером с атом.
LCLS работает путем подрыва объектов чрезвычайно яркими рентгеновскими импульсами длительностью всего фемтосекунду (примерно миллион-миллиардную долю секунды), энергии достаточно для того, чтобы прорваться через сталь. LCLS может улучшить наше понимание физики частиц, помочь в разработке лекарств, фотосинтезе, ядерном синтезе, и спинтронике.
Молекулярная черная дыра, так прозвали свое создание ученые, стала неожиданным побочным эффектом экспериментов ученых из Университета штата Канзас. Команда использовала зеркала для фокусировки рентгеновского пучка на месте шириной 100 нм. В планах было проверить, насколько сильно тяжелые атомы реагируют на удар жесткого рентгеновского излучения, несущего максимальную энергию из того что может произвести оборудование.
Итак, что случилось?
Эксперимент был поставлен на атомах ксенона, где по 54 электрона, и на атомах йода, где по 53 электрона. Ожидалось, что часть электронов будет убрана из каждого атома, а затем оставшиеся уплотнены, так вышло с ксеноном, а вот йод удивил. Он в итоге начал восполнять потери, а не уплотняться, из-за этого он начал всасывать атомы углерода и водорода, чтобы заполнить пустоту, электроны затем были изгнаны так же, прежде чем рентгеновские лучи полностью разрушили молекулы.
Изолированный атом должен был выкинуть 47 электронов, а в итоге выбросил больше 54, вместе с поглощенными. Что могло бы происходить дальше команда пока не выяснила.
«Мы считаем, что эффект был даже более важным в более крупных молекулах, чем в меньших по размеру, но мы не знаем, как его оценить», — говорит Артем Руденко, ведущий исследователь исследования: «Мы подсчитали, что более 60 электронов было выброшено, но мы не знаем, когда это остановилось, потому что мы не смогли обнаружить все фрагменты, которые взлетали, когда молекула распалась, чтобы узнать, сколько электронов не хватает. Это один из открытых вопросов, нам нужно исследование».
Исследователи не ожидали подобных результатов и говорят, что будут экспериментировать в этом направлении еще.
