Мощен лазер превърна атом в "черна дупка"

Учени успяха да произведат електромагнитен аналог на черна дупка, съобщи сайтът на Станфордския университет.

Научната работа е публикувана в списание Nature.

Изследователите използват най-мощния в света рентгенов лазер от Националната ускорителна лаборатория в САЩ SLAC. Неговата върхова мощност е стотици пъти по-голяма от цялата слънчева радиация, която получава Земята. Лазерният лъч се фокусира върху площ от около 100 нанометра - това е хиляди пъти по-малко от дебелината на човешки косъм. При облъчване попадат единични атоми на ксенон и йод от молекула.

Учените разглеждат три проби: отделни атоми ксенон, всеки с 54 електрона и две молекули, съдържащи един атом йод, който има 53 електрона. С помощта на мощен лазер, те започват да избиват "вътрешните" електрони от атома, създавайки нещо като "вакуум". Заради това другите електрони на атома "падат", за да запълнят на свободните места и също са избити от рентгеновия лъч.

В атома ксенон остават само най-силно свързаните електрони, но в молекулите с йод процесът се оказва непредсказуем - йодът буквално се превръща в електромагнитна версия на черна дупка. След като загуби повечето от електроните си йодният атом започва да привлича електрони от съседните атоми водород и въглерод.

Вместо да загуби 47 електрона, както се случва при изолиран атом на йод, йодът в молекулата губи 54. Общо през атома минават 62 електрона, включително тези, които той "изсмуква" от съседите си. Целият процес продължава само 30 фемтосекунди - милионни части от една милиардна от секундата. След това молекулата се разпада.

Учените отбелязват, че силата, която действа на електроните на молекулата, превишава възможното въздействие на астрофизична черна дупка с маса 10 пъти масата на Слънцето. Но въздействието на черни дупки е гравитационно, а в случая, описан от учените, ефектът е електрохимичен по естеството си.

Изследователите се надяват, че техният лазер в бъдеще ще може да се прилага за изследване на структурата на протеини, вируси и други обекти на микросвета.

Още по темата

05/05/2017

Физика

Най-мощният рентгенов лазер в света произведе първия си изстрел

03/05/2017

Космос

Сигналите тъмна материя в центъра на Млечния път се оказаха не толкова "тъмни"

16/05/2016

Физика

Мамо, от къде идва масата на майорана неутриното?

27/08/2015

Физика

Нов миниатюрен плазмен ускорител стартира в лабораторията SLAC