Мощнейший лазер превратил атом в "черную дыру"
Американские исследователи случайно создали электромагнитный аналог черной дыры в лаборатории. Научная работа об этом опубликована в журнале Nature, кратко об исследовании рассказывает сайт Стэнфордского университета.
Физики применили мощнейший в мире рентгеновский лазер из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США. Его пиковая мощность в сто раз превышает все излучение Солнца, которое получает Земля.
Излучение лазера сосредоточили на площади около 100 нанометров — это в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. Под облучение попали единичные атомы ксенона и йода, а атомы в составе молекул.
Исследователи выборочно отделяли «внутренние» электроны из атомов, создавая «пустоты». Из-за этого другие электроны атомов «падали», чтобы заполнить свободные места и тоже быть выбитыми рентгеновским лучом. В результате оставались только самые тесно связанные электроны.
Однако в молекулах с йодом процесс оказался непредсказуемым — йод буквально превратился в электромагнитную версию черной дыры. После потери большей части электронов атом йода, продолжал «всасывать» электроны из соседних атомов.
Вместо того, чтобы потерять 47 электронов, как это произошло в случае с изолированным атомом йода, йод в составе молекулы потерял 54. В общей сложности через атом прошло 62 электрона, включая те, что он «вырвал» у соседей.
Весь процесс продлился всего 30 фемтосекунд — это менее одной триллионной доли секунды. После молекула разрушилась.
Ученые отмечают, что сила, которая действовала на электроны молекулы, превысила возможное воздействие астрофизической черной дыры, в 10 раз превышающей массу Солнца. Однако воздействие черных дыр — гравитационное, а в случае, описанном учеными, воздействие было электрохимическим по своей природе.
Исследователи надеются, что воздействие лазера в будущем получится применить для изучения структуры белков, вирусов и других объектов микромира.
Читайте также: