Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1322"
Новости DESY - Ученые наблюдают необычное плавление алмаза Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY Советуем ознакомиться с любопытным материалом, опубликованным учеными немецкого исследовательского центра DESY (DEUTSCHES ELEKTRONEN-SYNCHROTRON) - "Scientists observe unusual melting of diamond" - "Ученые наблюдают необычное плавление алмаза".
Рентгеновский лазер мгновенно разрывает атомные связи. Международная группа ученых обнаружила доказательства нетрадиционного процесса плавления алмаза под действием луча рентгеновского лазера. В то время как при обычном плавлении атомы образца начинают двигаться все сильнее и сильнее, пока их связи не разрываются из-за нагрева, невероятно интенсивные вспышки рентгеновского лазера сразу же разрывают связи, и только после этого атомы начинают двигаться из-за нагрева. Рентгеновские лучи обычно используются для сканирования сумок в аэропортах и получения медицинских изображений. В обоих случаях рентгеновские лучи производятся рентгеновскими трубками (рентгеновский эквивалент электрической лампочки). Рентгеновские лучи от этих трубок слабые, потому что волны, составляющие лучи, не синхронизированы. Для более требовательных приложений, таких как получение пикосекундных (триллионных долей секунды) снимков химических реакций и изучение структуры небольших биомолекул, вирусов и интеллектуальных материалов, исследователям нужны гораздо более интенсивные рентгеновские лучи, волны которых синхронизированы. Для этих целей они используют рентгеновские установки, известные как рентгеновские лазеры на свободных электронах (XFEL). XFEL генерируют рентгеновские вспышки (называемые импульсами) с фемтосекундной (квадриллионной долей секунды) длительностью и максимальной яркостью более чем в миллиард раз по сравнению с рентгеновскими трубками. Когда импульс XFEL фокусируется на пятна микрометрового или нанометрового размера на образце, одновременно возбуждаются многие электроны, вызывая необратимые структурные изменения. Понимание того, как материя реагирует на эти интенсивные рентгеновские импульсы, необходимо для всех приложений. Теперь визуализированы процессы взаимодействия XFEL с веществом, используя излучение XFEL от SPring-8 Angstrom Compact LAser со свободными электронами (SACLA). Исследователи использовали алмаз в качестве образца и представили технику «накачка-зонд» с использованием двойных импульсов XFEL. Первый импульс (импульс накачки) возбуждает алмаз, а второй импульс (зондирующий импульс) с контролируемым временем задержки был использован для исследования структура выборки. Тщательно проанализировав дифракционную интенсивность зондирующего импульса, исследователи определили пространственную концентрацию электронов в алмазе после возбуждения импульсом накачки. Измерение показывает, что прочные «ковалентные» связи между атомами углерода алмаза оказались разорваны, и распределение электронов вокруг каждого атома становится почти однородным во всех направлениях (изотропным) в течение примерно пяти фемтосекунд после импульса накачки, за которым следует начало атомное движение идет к плавлению. Интересно, что временной порядок разрыва связи и разупорядочения атомов противоположен обычному процессу плавления, когда приложение тепла или давления вызывает сначала большие тепловые колебания атомов, а затем разрыв связи. Полностью материал можно прочитать здесь. Download:
|
Sign In
