Egy új tanulmányban a szakértők azt írják le, miként irányították rá a Stanfordi Lineáris Gyorsítóközpont (SLAC) röntgenlézerét egy jódmetán molekula egyetlen atomjára. A kísérlettel valami olyan született, amilyet még sosem láttak a tudósok: egy molekuláris fekete lyuk.
Sebastien Boutet, a SLAC kutatója szerint az eddigi mérések alapján egyáltalán nem erre számítottak. Korábban ugyanis számtalan olyan vizsgálatot folytattak már, melyben kisebb intenzitású lézereket fókuszáltak jódmetán molekulákra, hogy levágják a jódatomot körülvevő elektronokat.
A jelenség olyan volt, mint egy miniatűr fekete lyuk. Igaz, nagyobb rokonaitól eltérően a molekuláris objektum nem a gravitációjával kapta el az őt körülvevő anyagokat, hanem töltésével vonzotta az elektronokat.
Nem úgy nézett ki, hogy le fog állni
– állapította meg Daniel Rolles a Kansas Állami Egyetem kutatója.
A folyamat mindössze 30 femtoszekundumig tartott – egy femtoszekundum egy másodperc billiárdomod része. A lézerrel a molekula 54 elektrontól szabadult meg, ez jóval több, mint amennyi a korábbi kutatások során vált le.
Még nem láttak hasonlót
A szakértők korábban xenonatommal is kísérleteztek. A szakértők tükrök segítségével irányították a röntgenlézert a nagyjából 100 nanométer átmérőjű területre, ezzel szinte teljesen leválasztva az atomot az elektronokról – csak a legerősebb kötésű elektronok maradhattak. A kialakult állapot azonban nem tartott sokáig, az atomot körülvevő részecskék idővel feltöltötték a hézagokat.
Ez a jelenség sokban emlékeztette a szakértőket a gyengébb lézerekkel elvégzett kísérletek során látottakra. A jódatom azonban egészen másként viselkedett.
Minden egyes alkalommal, amikor az atom magához vonzott egy részecskét, a röntgenlézer ismét eltalálta, ezzel pedig újabb elektron vált le róla. A kísérlet végére így 54 elektrontól szabadult meg.
Mikor a csapat egy jóval nagyobb jódbenzol molekulával is megismételte a vizsgálatot, hasonló jelenség zajlott le.
Ez nem olyan dolog, melyet korábban láttak már a fizikusok
– jelentette ki Douglas Main, a Kansas Állami Egyetem szakértője. A kutató hozzátette, a lézer a 62 elektronból 54-et vágott le, ezzel az atom 54-szer töltöttebb lett, mint nem gerjesztett állapotában. Ez a legmagasabb ionizációs szint, melyet a tudósok fény segítségével valaha előállítottak.
A jelenség pontos megértéséhez további elemzésekre lesz szükség. A szakértők úgy vélik, nem lehetetlen, hogy a nagyobb molekulában jelentősebb volt a hatás. A csapat annyit tudott megállapítani, hogy a jódbenzolban legalább 60 elektront ütöttek ki, a pontos számot azonban nem tudták meghatározni.
