@ 2017.06.16 , 10:00
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分子黑洞造出来啦

全球功率最大的X射线机就在两周前创造了一个分子大小的“黑洞”。

分子“黑洞”不是我们常常听到的宇宙空间内存在的一种天体。宇宙里的黑洞引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速,它吞噬周围的一切事物。但是这里X射线激发出的分子黑洞是一个微小的虚空,它剥离了原子核周围的电子,将电子统统吸进去——对,就像是黑洞的行事风格!

分子黑洞造出来啦
credit: 123RF

“它仅仅从周围的原子上吞没了很多电子。”Sebastien Boutet说道,他是该研究的合作者之一,也是加州SLAC国家加速器实验室的物理学家。“这是一种类比,就好像黑洞用引力将所有的物质拉到它身边。”

分子黑洞效应的发现多亏了高能X射线,这类X射线的工作原理就像是用放大镜给太阳光聚焦产生高温,高能X射线也用了大量光学器件将能量聚集在很小的空间内。

高能X射线

实验主要依靠了SLAC的线性相干光源产生的X射线,这类X射线能量极高,所以又被称为硬X射线。打开光源之前,Boutet和他的同事找来许多镜子设计光路系统,给X射线聚焦,目的是为了将光斑缩小到100纳米。

聚焦好的X射线随后打在充满氙原子和CH3I(碘甲烷)的气囊,高能X射线将首先剥离碘原子最内层能级的电子。随后外层电子也逐渐靠近内层,最后收缩到X射线光斑处。

当然,X射线也不仅仅是剥离碘原子的外层电子,它疯狂地榨干碘原子的53个电子后,X射线制造的“黑洞”将矛头指向了周围碳原子上的电子。最终合计起来,一个CH3I分子总共失去了54个电子。

整个吞噬电子的过程仅仅发生在30飞秒内。也许是“分子黑洞”吃撑了,实验最后CH3I分子爆炸了。

理论与实验

“实验结果说明以前物理学家提出的X射线脉冲模型可能存在许多缺陷。”Boutet说道。

“即使对于一些简单的系统,也很难预测最后会发生什么,例如CH3I的6原子系统,我们最后也没有预料到它会爆炸。= =|”Boutet补充道。

这项实验有什么用呢?它可以帮助科学家更加细致了解高能激光脉冲带来的辐射损害。而这些高能激光脉冲又是人类观察有机分子(病毒、细菌)的重要手段。

尽管分子黑洞的演化剧烈,但该过程从未在地球上发生过。“也许会有些天体级别的事件会产生类似分子黑洞的现象,例如超新星(Supernova)爆炸”Boutet说道。“人类生活的自然界是不可能发生的。”

# 原文始发于公众号 牛油果进化论

本文译自 LiveScience,由译者 Hulk 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 29+1

  1. fengxinziwu
    @4 months ago
    3479727

    我只想说封面叼炸天

    [15] XX [2] 回复 [1]
  2. 外星人
    @4 months ago
    3479730

    所以黑洞其实是个大棍子?

  3. 食品级怪蜀黍
    @4 months ago
    3479734

    宇宙的黑洞会不会有一天也会吃撑爆炸形成一个个小宇宙

  4. 花枪吕
    @4 months ago
    3479749

    太空炸弹快了,现在只剩发现外星人了。

  5. 缠绵悱恻
    @4 months ago
    3479765

    神马?!照了能自爆?感觉军方会有武器化的研究方向,是不是太阴谋论了

  6. 脑子坏掉了
    @4 months ago
    3479775

    只吸走了电子?
    是电磁力干的还是引力干的?
    电子去哪里了?还会回来吗?
    电荷不守恒了怎么办?

  7. 3479777

    “听说楼上那家原子的电子跟着隔壁邻居跑了,可怜了那个原子核,不过好在最后分子黑洞那个渣男原地爆炸了,活该!”

    [11] XX [2] 回复 [0]
  8. 3479780

    我就看看有多少刷三体刷喂养黑洞的

    [1] XX [17] 回复 [1]
  9. CAVEMAN
    @4 months ago
    3479799

    其实那个黑洞并没有爆炸,而是疯狂的吞噬了地球太阳……我们生活在黑洞里,时间似乎停止了

  10. 三当家
    @4 months ago
    3479816

    @食品级怪蜀黍: 听说过白洞吗

  11. sarcophile
    @4 months ago
    3479838

    这种实验还有意料不到的情况。。。万一由于引力吸引,一个变俩,俩变四个。。。咋办

  12. 3479871

    小型核爆

  13. Spector
    @4 months ago
    3479898

    求问爆炸能级

  14. 野心啊
    @4 months ago
    3479922

    怎么感觉我以后怎么被科学家搞死都不知道呢。。。

  15. 艾尼路
    @4 months ago
    3479926

    地球终于要被这帮家伙给搞没了么

  16. 3479932

    这帮人难道没听说过库仑爆炸么?分子失去五六个电子一般就炸开花了,这是54个…

    [18] XX [0] 回复 [0]
  17. 3479944

    这个爆炸多大啊,电子被吞了?湮灭了?

  18. 凯恩之叔
    @4 months ago
    3479965

    这实验似乎在旁敲侧击膜理论的正确

  19. 3479994

    不守恒

  20. 3480017

    @食品级怪蜀黍: 不会,没有任何力量可以战胜引力

  21. 狂犬病专治
    @4 months ago
    3480037

    啥?为什么我还活着?

  22. ryderberg
    @4 months ago
    3480053

    这就是为什么宇宙里面没有文明能够跨越星系。还没进化到这个阶段,它们就都忍不住好奇在自己的星球上造出一个黑洞结果把自己的星球吞了。

  23. 3480324

    地球说不定已经被重置了一次,只是咱们不知道

  24. 又让我看行李
    @4 months ago
    3480328

    黑洞弹能防核弹么

  25. 3480410

    想知道这个激光高能脉冲和黑体辐射之间的关系,还有能否通过超高压力来实现物质的坍缩。求大大解答。~&~

  26. 日名模
    @4 months ago
    3480674

    这消息是真的吗,吃撑了,这是毁灭地球的武器啊

  27. 3480809

    这里的分子黑洞是说高能X射线可以把电子从原子中一个个地敲掉,被敲掉电子的原子就会从附近原子里抢电子过来……本质上就是电磁力。这跟黑洞简直差了十万八千里눈_눈 楼上那几位还是要少看科幻多读书。

  28. dogisacat
    @4 months ago
    3480975

    @缠绵悱恻: 放心,在爆炸前会先被高能X射线干掉

  29. 3481112

    但是这里X射线激发出的分子黑洞是一个微小的虚空,它剥离了原子核周围的电子,将电子统统吸进去
    → 但是这里X射线是对准一个分子,剥离了它的电子,以至于形成了一个空洞区域,使得周围原子里的电子都被吸了过去

    随后外层电子也逐渐靠近内层,最后收缩到X射线光斑处
    → 随后外层电子自然会掉落到内层,然后再被X射线脉冲给敲走

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