Yangi rentgen usuli elektronlarning harakatini ilk bor ko‘rishga imkon berdi
Hozirgacha fiziklar ham, kimyogarlar ham molekulyar darajadagi elektronlar harakatini yuqori aniqlikda kuzata olmagan edi. Tovlanish (qo‘zg‘alish) holatida bo‘lgan elektronlar juda yuqori tezlikda harakatlanadi, shuning uchun ilgari ularni aniq ko‘rish yoki kuzatish juda mushkul edi. Biroq, xalqaro olimlar guruhi yangi rentgen spektroskopiyasi usulidan foydalangan holda elektronlar harakatini misli ko‘rilmagan tafsilotlar bilan kuzatishga erishdi.
Bu muhim ilmiy yutuq Germaniyada joylashgan Yevropa Erkin Elektron Rentgen Lazeri (XFEL) yordamida qo‘lga kiritildi. Bu dunyodagi eng kuchli rentgen manbalaridan biri bo‘lib, yuqori energiya va yorug‘lik intensivligi bilan ajralib turadi. Odatdagi optik mikroskoplar ko‘rinadigan yorug‘lik to‘lqin uzunligidan kichik obyektlarni ko‘ra olmaydi. Biroq, rentgen nurlari juda qisqa to‘lqin uzunligiga ega bo‘lib, ular orqali atom darajasidagi tuzilmalarni ko‘rish mumkin.
Tadqiqotchilar XFEL orqali stoxastik majburiy rentgen Raman sochilishi (s-SXRS) deb nomlangan yangi metodni sinovdan o‘tkazdilar. Bu usulda lazer impulslari neon gazi bilan to‘ldirilgan kameraga yo‘naltirildi. Rentgen nurlari gaz orqali o‘tganda, neondagi atomlar Raman turidagi yorug‘lik signallarini chiqaradi. Bu signallar deyarli bir milliard barobargacha kuchaytiriladi va so‘ngra ularni to‘lqin uzunligiga ko‘ra ajratadigan spektrometr orqali tahlil qilinadi.
18 mingta alohida rentgen impulsi yordamida olimlar 0,2 elektronvoltdan yuqori energiya aniqligiga erishdilar — bu esa avvalgi texnologiyalarning chegarasidan ham yuqoridir. Natijada, ular elektronlarning atom markazlari atrofida qanday joylashganini misli ko‘rilmagan darajada aniq ko‘rishga muvaffaq bo‘ldilar. Bu yutuq 2014-yilda Nobel mukofoti bilan taqdirlangan super-aniq floresens mikroskopiya usullariga tenglashtirilmoqda.
Yangi usul nafaqat rentgen spektroskopiyasi aniqligini oshirdi, balki elektronlarning real vaqt rejimidagi harakatini ham kuzatish imkonini berdi. Davomiyligi bir femtosekundan (10⁻¹⁵ soniya) ham qisqa bo‘lgan rentgen impulslari murakkab kimyoviy reaksiyalar jarayonida elektronlar qanday harakatlanishini tahlil qilishga yo‘l ochmoqda. Bu esa materialshunoslik va nanotexnologiyalar sohalarida katta yutuqlarga olib kelishi mumkin.
