หลุมดำไม่ใช่วัตถุท้องฟ้าขนาดมหึมารุ่นจิ๋วที่กลืนกินทุกสิ่งภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ แต่เมื่อพลังงานเอ็กซ์เรย์มุ่งเป้าไปที่โมเลกุล มันจะดึงอิเล็กตรอนจำนวนมากออกไปจนสร้างช่องว่างที่ดูดอิเล็กตรอนทั้งหมดจากอะตอม ใกล้เคียง เข้าไป ในลักษณะที่เป็นหลุมดำ”โดยพื้นฐานแล้วมันดูดอิเล็กตรอนทั้งหมดออกจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ” Sebastien Boutet ผู้เขียนร่วมการศึกษานักฟิสิกส์จาก SLAC National Accelerator Laboratory ใน Menlo Park รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าว “มันเปรียบเสมือนว่าหลุมดำ
ดึงทุกอย่างเข้ามาได้อย่างไร” หยดน้ำ ‘ระเบิด’ เลเซอร์เอ็กซ์เรย์ที่
สว่างที่สุดในวิดีโอที่น่าทึ่ง เอฟเฟกต์หลุมดำระดับโมเลกุลเกิดขึ้นจากลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่เข้มข้นที่สุดในประเภทนี้ ซึ่งเทียบเท่ากับการโฟกัสแสงของดวงอาทิตย์ ทั้งหมด ไปยังจุดที่มีขนาดเท่ากับภาพขนาดย่อ
คานทรงพลัง
การทดลองใช้ เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ Linac Coherent Light Source ของ SLAC ซึ่งสร้างพัลส์เลเซอร์พลังงานสูงมากที่เรียกว่ารังสีเอกซ์แบบแข็ง Boutet และเพื่อนร่วมงานใช้ชุดกระจกเงาเพื่อโฟกัสพลังงานเอ็กซ์เรย์นั้นไปยังจุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100 นาโนเมตร (เส้นผมมนุษย์มีความกว้างประมาณ 70,000 นาโนเมตร โดยที่ 1 นาโนเมตร เท่ากับหนึ่งในพันล้านเมตร)
เลเซอร์พัลส์ที่โฟกัสเหล่านี้จะส่องสว่าง อะตอมและโมเลกุลของ ซีนอน ที่แยกได้ และโมเลกุลของไอโอโดมีเทน (CH3I) และไอโอโดเบนซีน (C6H5I) พลังงานเข้มข้นถูกปรับเพื่อให้รังสีเอกซ์ดึงอิเล็กตรอนออกจากเปลือกพลังงานชั้นในสุดของอะตอมไอโอดีน ก่อน (อิเล็กตรอนหมุนวนรอบนิวเคลียสของอะตอมในเปลือกหรือออร์บิทัลที่มีระดับพลังงานต่างกัน) ในตอนแรก ทุกอย่างเป็นไปตามที่คาดการณ์ไว้ เช่นเดียวกับพินบอล อิเล็กตรอนชั้นนอกจะลดหลั่นจากออร์บิทัลของอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดไปยังเปลือกชั้นในสุด ถูกขับออกโดยพัลส์เอ็กซ์เรย์
แม้ว่าจะน่าทึ่ง แต่คาดว่ากระบวนการเริ่มต้นนั้น อย่างไรก็ตาม ชีพจรของรังสีเอกซ์ไม่ได้เพียงแค่ทำลายชั้นนอกของอิเล็กตรอนของไอโอดีนเท่านั้น: อะตอมของไอโอดีนซึ่งปกติประกอบด้วย 53 อิเล็กตรอน ยังคงดูดอิเล็กตรอนจาก อะตอมของ คาร์บอนและไฮโดรเจนที่อยู่ใกล้เคียงในโมเลกุล – หลังจากนั้นพวกเขาก็ถูกขับออกมาอย่างรุนแรง ดี. ทั้งหมดบอกว่าโมเลกุลไอโอดีนสูญเสียอิเล็กตรอนไป 54 ตัว – มากกว่าอะตอมที่เริ่มแรก
กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในเวลาเพียง 30 femtoseconds
หรือหนึ่งในสี่พันล้านวินาที ในตอนท้ายของน้ำตกอันน่าทึ่งนี้ โมเลกุลก็ระเบิดง่ายในทางทฤษฎี ไม่ใช่ในทางปฏิบัติ
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่านักฟิสิกส์รุ่นพื้นฐานบางคนเคยใช้ในอดีตเพื่อจับผลกระทบของพัลส์เลเซอร์เอ็กซ์เรย์ที่อาจขาดหายไป Boutet กล่าว
“แม้สำหรับบางสิ่งที่ค่อนข้างง่าย นั่นคือระบบหกอะตอม มันก็ค่อนข้างท้าทายที่จะคาดการณ์ว่าความเสียหายจะเกิดขึ้นอย่างไร” บูเทต์บอกกับ WordsSideKick.com
การค้นพบนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจำลองความเสียหายจากรังสีเกิดขึ้นจากพัลส์เลเซอร์อันทรงพลัง ซึ่งมักใช้เพื่อแสดงภาพโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น ไวรัส เอนไซม์ และแบคทีเรีย เขากล่าวเสริม
แม้ว่ากระบวนการที่เป็นรากฐานของหลุมดำระดับโมเลกุลนั้นน่าทึ่งมาก แต่ก็มีแนวโน้มว่าไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนบนโลก
“มีเหตุการณ์ท้องฟ้าบางอย่างที่จะสร้างทุ่งที่รุนแรงเช่นซุปเปอร์โนวา” Boutet กล่าว “มันไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสถานที่ใด ๆ ที่มนุษย์เกิดขึ้น”
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวันนี้ (31 พฤษภาคม) ในวารสาร Nature
Credit : ต้นไม้ | เสื้อผ้าผู้หญิง | รีวิวเครื่องดนตรี | วิธีทำ if | เกมส์ออนไลน์
