Reaksie mikroskoop 'X-strale se individuele molekules

Met die oog op individuele molekules blootstel, is 'n nuwe X-straal tegniek ook nodig: met behulp van die uiters kragtige laser pols die molekule is vinnig beroof van twee stewig gebind elektrone. Dit lei tot die skepping van twee positief gelaaide ione wat uitmekaar vlieg uit mekaar skielik as gevolg van die elektriese afstoting. Terselfdertyd, is die feit dat elektrone ook optree soos golwe wat gebruik word om voordeel. "Jy kan dink dit soos 'n sonar," verduidelik projekbestuurder Professor Till Jahnke van die Instituut vir Kernfisika. "Die elektron golf is verspreid deur die molekulêre struktuur tydens die ontploffing, en ons aangeteken die gevolglike diffraksiepatroon. Ons was dus in staat om in wese X-straal die molekule van binne uit en neem dit in verskeie stappe tydens sy break-up."

Vir hierdie tegniek, bekend as "elektron diffraksie beelding," fisici by die Instituut vir Kernfisika spandeer 'n paar jaar verdere ontwikkeling van die COLTRIMS tegniek, wat daar verwek is (en word dikwels na verwys as 'n "reaksie mikroskoop"). Onder die toesig van Dr Markus Schöffler, is 'n ooreenstemmende apparaat aangepas is vir die vereistes van die Europese XFEL in advance, en ontwerp en besef in die loop van 'n doktorale proefskrif deur Gregor Kastirke. Nie 'n eenvoudige taak, as Till Jahnke waarneem: "As ek 'n ruimtetuig ontwerp om veilig te vlieg na die maan en terug, ek sal beslis wil Gregor in my span is ek baie beïndruk met wat hy hier vermag.."

Die gevolg, wat in die huidige uitgawe van die tydskrif Physical Review X gepubliseer is, bied die eerste bewys dat hierdie eksperimentele metode werk. In die toekoms, kan fotochemiese reaksies van individuele molekules bestudeer die gebruik van hierdie beelde met hul hoë temporale resolusie. Byvoorbeeld, moet dit moontlik wees om die reaksie van 'n medium-grootte molekule aan UV-strale in reële tyd te neem. Daarbenewens, dit is die eerste meting resultate sedert die begin van die aktiwiteite van die Klein Quantum Systems (SQS) eksperiment stasie by die Europese XFEL aan die einde van 2018 gepubliseer word.