Новости DESY - Высокоскоростная протонная транзакция

2023-06-29 10:00:00

На сайте DESY размещена интересная информация "High-speed proton transaction".

Как зародилась жизнь на Земле? Специалистов давно интересовал этот вопрос, и на протяжении многих лет они выдвигали самые разные теории. 

Одна из гипотез состоит в том, что происхождение жизни можно проследить до теплых небольших прудов, которые, как считается, существовали на Земле четыре миллиарда лет назад. Вода в этих прудах, вероятно, содержала молекулы мочевины; они подвергались воздействию ультрафиолетового излучения солнца, которое в то время почти беспрепятственно проникало на поверхность земли. Это высокоэнергетическое излучение смогло преобразовать мочевину в продукты реакции, которые затем сформировали биомолекулы, которые позже послужили строительными блоками жизни — по крайней мере, так гласит идея. 

Эта теория «теплых маленьких прудов» была одной из вещей, которая побудила группу исследователей из Гамбурга, Цюриха и Женевы разработать и провести новый эксперимент. Группа под руководством Ганса Якоба Вернера из Швейцарского федерального технологического института ETH Zürich и Жан-Пьера Вольфа из Женевского университета использовала специальный источник рентгеновского излучения для изучения первых, чрезвычайно быстрых стадий конверсии мочевины под действием света. сообщают ученые в журнале Nature. 

Для своего эксперимента в Женевском университете группа пропустила импульсы лазерного луча через струю высококонцентрированного раствора мочевины. Лазерные импульсы ионизировали некоторые молекулы мочевины, выбивая из каждой по одному электрону. 

Сразу после этого ученые послали за собой ультракороткий импульс мягкого рентгеновского излучения. Они действовали как зонд, показывая в мельчайших деталях, как мочевина реагирует на выбитый электрон. Затем группа повторила эксперимент несколько раз, систематически меняя временной интервал между ионизирующим лазером и импульсами рентгеновского излучения. 

В результате удалось восстановить последовательность событий с точностью до нескольких фемтосекунд (квадриллионных долей секунды). 

Интерпретация полученных спектров оказалась особенно сложной. «Для этого потребовалось детальное компьютерное моделирование, которое мы разрабатывали здесь, в DESY, в течение многих лет», — объясняет физик DESY Людгер Инхестер, работающий в Центре изучения лазеров на свободных электронах, совместном предприятии DESY, Гамбургского университета и Общества Макса Планка.