Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
fakta diverifikasi
publikasi yang ditinjau oleh rekan sejawat
sumber terpercaya
membenarkan
OKE! Para peneliti menggunakan pasangan pulsa sinar-X attodetik yang disinkronkan (digambarkan di sini dalam warna merah jambu dan hijau) dari laser sinar-X elektron bebas untuk mempelajari respons energi elektron (emas) dalam air cair pada skala waktu attodetik, sedangkan hidrogen ( putih) dan atom oksigen (merah) ‘dibekukan’ pada waktunya. Kredit: Nathan Johnson, Laboratorium Nasional Pacific Northwest
× tutup
Para peneliti menggunakan pasangan pulsa sinar-X attodetik yang disinkronkan (digambarkan di sini dalam warna merah jambu dan hijau) dari laser sinar-X elektron bebas untuk mempelajari respons energi elektron (emas) dalam air cair pada skala waktu attodetik, sedangkan hidrogen ( putih) dan atom oksigen (merah) ‘dibekukan’ pada waktunya. Kredit: Nathan Johnson, Laboratorium Nasional Pacific Northwest
Dalam percobaan yang mirip dengan fotografi stop-motion, para ilmuwan mengisolasi gerakan energik sebuah elektron sambil “membekukan” gerakan atom yang jauh lebih besar yang mengorbit dalam sampel air cair.
Temuan yang dipublikasikan di jurnal Science ini memberikan jendela baru ke dalam struktur elektronik molekul dalam fase cair dalam skala waktu yang sebelumnya tidak dapat dicapai dengan menggunakan sinar-X. Sebuah teknik baru mengungkapkan respons elektronik langsung ketika target terkena sinar X-ray, sebuah langkah penting untuk memahami efek paparan radiasi pada objek dan manusia.
“Reaksi kimia akibat radiasi yang ingin kami pelajari adalah hasil respons elektronik dari target, yang terjadi pada skala waktu attodetik,” kata Linda Young, penulis utama penelitian dan Distinguished Fellow di Argonne National Laboratory.
“Sampai saat ini, ahli kimia radiasi hanya dapat menyelesaikan peristiwa dalam skala waktu pikodetik, satu juta kali lebih lambat dari satu attodetik. Ini seperti mengatakan ‘Saya lahir dan kemudian saya mati’.” Anda ingin tahu apa yang terjadi di antara keduanya. Itulah yang bisa kami lakukan sekarang.”
Sekelompok ilmuwan multi-institusi dari beberapa laboratorium nasional dan universitas Departemen Energi di AS dan Jerman menggabungkan eksperimen dan teori untuk mengungkap secara real time konsekuensi ketika radiasi pengion dari sumber sinar-X mengenai materi.
Bekerja pada skala waktu di mana tindakan tersebut terjadi akan memungkinkan tim peneliti untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang kimia kompleks yang disebabkan oleh radiasi. Faktanya, para peneliti ini awalnya berkumpul untuk mengembangkan alat yang diperlukan untuk memahami dampak paparan radiasi pengion dalam jangka panjang terhadap bahan kimia yang ditemukan dalam limbah nuklir.
“Anggota awal jaringan kami berpartisipasi dalam percobaan dan kemudian bergabung dengan tim eksperimental dan teoretis kami untuk menganalisis dan memahami data,” kata Carolyn Pearce, direktur IDREAM EFRC dan ahli kimia PNNL. “Kami tidak dapat melakukannya tanpa kemitraan IDREAM.”
Dari Hadiah Nobel hingga bidangnya
Partikel-partikel subatom bergerak sangat cepat sehingga untuk menangkap aksinya diperlukan sebuah alat yang mampu mengukur waktu dalam attodetik, sebuah kerangka waktu yang sangat kecil sehingga terdapat lebih banyak attodetik dalam satu detik dibandingkan dengan jumlah detik dalam sejarah alam semesta.
Penelitian saat ini didasarkan pada ilmu baru fisika attosecond, yang dianugerahi Hadiah Nobel Fisika tahun 2023. Pulsa sinar-X Attosecond hanya tersedia di beberapa fasilitas khusus di seluruh dunia. Tim peneliti ini melakukan pekerjaan eksperimental mereka di Linac Coherent Light Source (LCLS), yang berlokasi di SLAC National Accelerator Laboratory, di Menlo Park, California, di mana tim lokal memelopori pengembangan laser elektron bebas sinar-X attodetik.
“Eksperimen penyelesaian waktu Attosecond adalah salah satu pengembangan unggulan dalam penelitian dan pengembangan di Linac Coherent Light Source,” kata Ago Marinelli dari SLAC National Accelerator Laboratory, yang memimpin pengembangan pasangan attosecond sinar-X tersinkronisasi dengan James Cryan. pulsa pompa/probe yang digunakan dalam percobaan ini. “Sangat menarik untuk melihat bagaimana perkembangan ini diterapkan pada eksperimen jenis baru dan mendorong sains ke arah yang baru.”
Teknik yang dikembangkan dalam penelitian ini, semua spektroskopi serapan transien attodetik sinar-X dalam cairan, memungkinkan mereka untuk “melacak” elektron yang tereksitasi oleh sinar-X saat mereka berpindah ke keadaan tereksitasi, semuanya sebelum inti atom yang lebih besar dapat bergerak. Mereka memilih air cair sebagai uji coba percobaan.
Informasi lebih lanjut:
Shuai Li dkk, Spektroskopi sinar-X air cair pompa attodetik-probe attodetik, Sains (2024). DOI: 10.1126/science.adn6059. www.science.org/doi/10.1126/science.adn6059
Informasi dari buku harian:
Sains
+ There are no comments
Add yours