«Ученые разработали новый метод усиления рентгеновской дифракции для изучения наночастиц»
Интернациональный коллектив ученых из Гамбургского университета достиг значимого прорыва в области аттосекундной физики (10⁻¹⁸ секунды), удостоенной Нобелевской премии в 2023 году. Исследователи выявили неизвестное ранее явление, которое позволяет значительно повысить качество и детализацию рентгеновских дифракционных изображений.
В ходе экспериментов с использованием мощного рентгеновского лазера на свободных электронах (FEL) в Национальной лаборатории SLAC в Калифорнии, команда изучала взаимодействие ультракоротких импульсов с наночастицами. Они обнаружили временные ионные резонансы, которые существенно увеличивают яркость получаемых изображений. Эти резонансы возникают, когда используются более короткие лазерные импульсы FEL, по сравнению с теми, что применяются в большинстве существующих экспериментов.
«Мы были удивлены неординарной силой рентгеновской дифракции, которую фиксировали в ходе экспериментов на линейном когерентном источнике света (LCLS)», – делится Таис Горховер, один из ведущих авторов исследования из Университета Гамбурга и член исследовательского консорциума CUI: Advanced Imaging of Matter.
Ожидалось, что воздействие мощных рентгеновских вспышек на материал приводит к ионизации электронов, ключевых участников процесса рентгеновской дифракции, что оставляет ионы, рассеивающие излучение менее эффективно. Однако недавние исследования показали, что применение чрезвычайно коротких и тщательно настроенных импульсов FEL позволяет этим ионам значительно усиливать дифракцию.
Автор исследования Штефан Кушель поясняет: «Наше открытие предлагает инновационный подход к увеличению как яркости, так и разрешения рентгеновской дифракционной визуализации. Эта техника открывает возможность изучения процессов, таких как химические реакции и каталитические преобразования, с невероятной временной точностью в их натуральной среде».
Результаты опубликованы в журнале Nature Communications и подчеркивают важность расширения технологических возможностей рентгеновской визуализации, чтобы обнаружить скрытую динамику материи. Это достижение сулит значительные успехи в областях химии, материаловедения и нанотехнологий, приближая учёных к амбициозной цели — наблюдению движений отдельных атомов.
Источник: iXBT
