Представьте себе, принимая фильмов из самых быстрых химических процессов, или визуализации атомного масштаба деталь одиночных вирусных частиц, не повреждая их. Ученые из Японии выдвинули государство-оф-искусство в таких начинаниях, за счет повышения коммунальных специального рентгеновского лазера на нано-измерений.
В исследовании, недавно опубликованном в журнале синхротронного излучения, исследователи из Осакского университета, совместно с RIKEN и Японии синхротронного излучения исследовательского института (ДЖАСРИ), уменьшили диаметр пучка рентгеновского лазера на свободных электронах в 6 нанометров в ширину. Это значительно повышает полезность этих лазеров для структуры визуализации ближе к атомарном уровне, чем это возможно в предшествующей работе.
Чтобы «видеть» очень маленькие и невидимые объекты, и наблюдать сверхбыстрых химических процессов, исследователи обычно используют синхротронного рентгеновского оборудования. Рентгеновские лазеры на свободных электронах являются альтернативой, которая может — в принципе — изображения атомно-масштабных деталей, например, вирусной частицы, о сроках перехода электрона, без повреждения частиц. Для этого вам понадобится невероятно яркий рентгеновский лазер, который фокусируется очень быстро лазерными импульсами порядка нескольких нанометров.
«Использование многослойного фокусирующего зеркала, мы сузили ширину лазерного луча вплоть до диаметром 6 нанометров», — говорит ведущий автор исследования Такато Иноуэ. «Это не совсем диаметр типичного атома, но мы делаем хороший прогресс».
До сих пор было трудно сосредоточиться рентгеновских лазеров на свободных электронах в таких малых диаметров. Вот из-за трудностей в изготовлении необходимого зеркала, и подтверждающие сосредоточены размер лазеры. Команда исследователя решают проблему фокусировки путем анализа формы интерференционных картин лазера, известного как профили спекла.
«Мы создали профили спекл когерентного рентгеновского рассеяния случайным образом распределены металлические наночастицы», — объясняет Сатоши Мацуяма, старший автор. «Это позволило экспериментальных измерений лазер, которые были в хорошем согласии с теоретическими расчетами».
Поскольку диаметр лазерного луча можно так точно измерить, дальнейшего прогресса в настоящее время возможны. Например, с помощью атомов для анализа рассеяния, рентгеновский лазер на свободных электронах измерений может быть улучшена до 1-нм фокусировка.
Исследователи предполагали, что очень высокоинтенсивные лазеры, за миллион триллионов раз ярче, чем Солнце, сейчас будет полезно для визуализации сверхбыстрых молекулярных процессов … в атомном масштабе деталь — что значительно превосходит возможности самых современных синхротронов. С помощью такой технологии, молекулы белка и другие мелкие важные биологические объекты могут быть изображены без их повреждения при стратегии «дифракция перед разрушением» с помощью одного лазерного импульса.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!