Elektronlaryň hereketi ilkinji gezek täze rentgen usuly arkaly görülip başlandy
Elektronlaryň molekulýar derejesindäki hereketine ýokary takyklykda gözegçilik etmek — häzirki wagta çenli fizikleriň we himikleriň çözüp bilmedik kyn meseleleriniň biri bolup gelýärdi. Sebäbi tolgundyrylan ýagdaýdaky elektronlar örän ýokary tizlikde hereket edýärler we öňki usullar bilen olaryň hereketini aýdyň görmek mümkin däldi. Emma halkara alymlar topary täze rentgen spektroskopiýa usulyny ulanyp, elektronlaryň atom derejesindäki dinamikasyny iň inçe jikme-jikliklerine çenli görmegi başardy.
Bu täsin ylmy üstünlik Germaniýada ýerleşýän Ýewropa Elektron Erkin Rentgen Laseri (XFEL) arkaly gazanyldy. Bu enjam dünýäde iň güýçlüleriň biri bolup, ýokary energiýa we ýagtylyk güýji bilen tapawutlanýar. Adaty optiki mikroskoplar görünýän ýagtylygyň tolkun uzynlygyndan kiçi obýektleri görmek mümkinçiligi bolmadyk ýagdaýda çäklidir. Rentgen şöhleleriniň tolkun uzynlygy bolsa has gysga bolup, atom derejesindäki düzümleri hem görmäge mümkinçilik berýär.
Alymlar bu enjam arkaly täze bir usuly — stohastiki mejbury rentgen kombinasion saçlanyş usulyny (s-SXRS) synagdan geçirdiler. Bu usulda XFEL lazeriniň impulslary neonly gazly öýjüge gönükdirilýär. Rentgen şöhleleri gazdan geçende, neonyň atomlarynda Raman görnüşindäki ýagtylyk signalyny döredýär. Bu signallar takmynan bir milliard esse güýçlenýär we dürli tolkun uzynlyklaryna bölýän spektrometr arkaly ölçelýär.
Alymlar 18 müň sany aýratyn rentgen impulslaryny ulanyp, 0,2 elektronwolt derejesinden ýokary energiýa takyklygyny gazandylar. Munuň özi mundan öňki rentgen enjamlarynyň çözgüt ukybyny öňe süren üstünlikdir. Netijede, elektronlaryň atom merkezleriniň töweregindäki ýerleşişine ýokary anyklykda gözegçilik etmek mümkin boldy. Bu usul, 2014-nji ýylda Nobel baýragy bilen sylaglanan ýokary takyklykly floresens mikroskopiýasy bilen deňeçerdir.
Täze usulyň artykmaçlygy diňe elektronlaryň ýerleşişini görkezmek bilen çäklenmän, eýsem olaryň wagtlaýyn dinamikasyny hem görkezmegidir. Bir femtosekuntdan hem gysga dowam edýän rentgen impulslary bilen elektronlaryň molekulýar täsirleşmeleriň dowamynda nähili hereket edýändigi öwrenilip bilner. Bu bolsa material ylymlarynda we himiýa pudagynda täze mümkinçilikleriň öňüni açýar.
