• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.07.2025, 14:43
Елена Авдеева
4
6,2 тыс

Новый рентгеновский метод позволил впервые увидеть движение электронов

❋ 4.5

Проследить в сверхвысоком разрешении за динамикой электронного микромира, играющего ключевую роль в химических реакциях, до сих пор не удавалось ни химикам, ни физикам. Электроны в возбужденном состоянии движутся с невероятной скоростью и прежде оставались размытыми или невидимыми при изучении. Международная группа ученых добилась беспрецедентной детализации и разрешения электронных процессов, применив инновационный подход к рентгеновской спектроскопии.

Экспериментальная схема работы нового метода / © Kai Li et al.

Для получения детальных снимков атомных взаимодействий исследователи использовали одну из самых мощных, с точки зрения энергии электронов и яркости, установок — Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL (Германия). В то время как оптический микроскоп не позволяет увидеть объекты, меньшие по размеру, чем длина волны в спектре видимого света, длина волны рентгеновского излучения достаточно короткая, чтобы разглядеть вещества на уровне атомов.

Европейский XFEL способен генерировать до 27 тысяч таких импульсов в секунду, что дало возможность опробовать на нем новый метод, названный стохастическим вынужденным рентгеновским комбинационным рассеянием (s-SXRS). Подробнее он описан в научной статье, опубликованной в журнале Nature.

Ученые создали экспериментальную установку, с помощью которой направили пучки импульсов рентгеновского лазера XFEL на неоновую газовую ячейку. Проходя через газ, те вызывали ответные — рамановские — сигналы электронов в атомах неона, которые усиливались почти в миллиард раз и проходили через решетчатый спектрометр, разделяющий свет на различные длины волн.

Используя 18 тысяч одиночных импульсов, исследователи превзошли инструментальное разрешение по энергии 0,2 электронвольта, тем самым создав условия сверхвысокого разрешения. Они аналогичны условиям сверхвысокой флуоресцентной микроскопии, за развитие которых в 2014 году присуждена Нобелевская премия по химии.

Таким образом, новый метод значительно повысил детализацию рентгеновской спектроскопии, изучающей расположение электронов вокруг атомных центров. Применение предложенной генерации чрезвычайно коротких рентгеновских импульсов длительностью менее одной фемтосекунды дает понимание динамики сложных химических реакций, что открывает новые возможности в материаловедении.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
22 июля, 15:33
Александр Березин

Виктор Гловер, один из четырех человек, весной этого года пролетевших мимо Луны, выступил на конференции NASA и предложил резко изменить план высадки американцев на Луне в конце десятилетия. Он считает, что это позволит снизить риски для астронавтов-участников миссии.

23 июля, 10:13
Редакция Naked Science

Исследователи «Яндекса» предложили способ решить проблему «катастрофического забывания» при обновлении слов-триггеров для умных устройств. Гаджеты смогут узнавать новые голосовые команды, продолжая распознавать уже известные. Исследование с описанием подхода авторы представят на международной конференции Interspeech 2026, которая пройдет с 27 сентября по 1 октября в Сиднее.

22 июля, 18:11
НИТУ МИСИС

Как нейросети меняют рынок дизайна, почему брендинг превращается в систему данных и какие навыки будут определять профессию дизайнера в ближайшие годы — рассказывает кандидат технических наук, заведующий кафедрой автоматизиро­ванного проектирования и дизайна НИТУ МИСИС Евгений Коржов.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

20 июля, 14:11
Татьяна Зайцева

В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.

22 июля, 15:33
Александр Березин

Виктор Гловер, один из четырех человек, весной этого года пролетевших мимо Луны, выступил на конференции NASA и предложил резко изменить план высадки американцев на Луне в конце десятилетия. Он считает, что это позволит снизить риски для астронавтов-участников миссии.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
Boris Kozlov
20.07.2025
Честно говоря, заголовок весьма интригующий, но из пересказа статьи ничего не понятно. Ссылки на оригинал я не заметил, да он, скорее всего за пейволом. Вижу, что удалось снять рентгеновские спектры с повышенным разрешением. Судя по картинке, уширение (или расщепление?) наблюдаемых линий трактуется, как свидетельство движения электрона. Главный вопрос (от заголовка) - как там с принципом неопределенности Гейзенберга? Как мы помним, время жизни в возбужденном состоянии прямо коррелирует с определённостью энргии этого состояния (шириной линии в нашем случае). То есть, размытие линии при переходе на сверх-короткие возбуждения стоит ожидать. Короче, интересна трактовка наблюдаемого расщепления. Или какое-то расширение тезиса о "впервые увиденном движении электронов"
Но ни фото, ни видео мы вам не покажем