科学家开发出了一种衍射设置改善光束分裂为复杂的分子。这项工作可能导致敏感仪器测量量子效应。

干涉法已经使用自19世纪探索领域从天文学到生物学的技术工具引力波的最近的诺贝尔奖获得者的发现。传统干涉仪通过分裂一束光子,然后将它们结合起来创造了干涉图样,揭示了分束路径中的任何差异。在过去的几十年里,出现了一种新的干涉模型,利用物质的量子波属性——使用甚至原子和分子束揭示结构特性和量子力学效应超出了最初的设置范围。betway必威游戏下载大全

更大的物质粒子有较短的德布罗意波长与他们相关的量子行为。这意味着类似干涉法有可能是如此敏感可以揭示偏离标准模型的物理或牛顿引力常数的值。然而,它的使用是有限的,因为还没有人能够分离大分子束(最短波长)成只有两个组件。目前的一个研究小组在奥地利,德国和英国报告了这个所谓的布喇格衍射与抗生素环丙沙星和酞菁染料分子。

一个图像显示抗生素实验

来源:©2020美国物理学会

分子首先用激光蒸发,然后通过一个“厚”激光diffration光栅

复杂分子的并发症

原子波干涉法使用衍射光栅由激光分离和转移的物质波。这是因为原子倾向于坚持使用的金属光栅分束在传统干涉法,和其他物质波之间的相互作用和光栅可以泥泞的结果。事情变得更复杂的分子,有更多的交互方式和吸收能量的激光光栅。

迄今为止,一波又一波的分子与薄(几微米)衍射的衍射光栅,将光束衍射订单,许多的大大减少分子的数量/衍射秩序”,维也纳大学的研究员解释道基督教的品牌。有多个衍射订单接近也很难调查与其他化学物质和媒体的互动放置的路径只有一个光束的一部分。

单一顺序从厚布喇格衍射激光光栅能够解决这些问题,但调整的分子束厚光栅远非微不足道。研究人员必须控制在10的位置对光栅μm,调整精度的相对角度5μrad,建立并保持稳定,而每个实验了几天。

假彩色图像的实验和模拟抗生素环丙沙星的布喇格衍射模式

来源:©2020美国物理学会

实验模拟(a)和(b)分子环丙沙星显示光栅的衍射模式分裂分子束成两个组件

令人惊讶的是简单的

品牌和他的合作者选择与环丙沙星和酞菁由于他们感兴趣的分享与其他大分子的特性-环丙沙星具有多个官能团,使其生物活性和酞菁是容易吸收和再释放光子,这可能通过光光栅有趣的结果。betway必威游戏下载大全

分子是由一束激光蒸发,这增加了他们的内部温度700 - 1000 k,并生成分子的转动和振动激发态。在衍射的结果,内部状态是完全未知的,不断变化,“说品牌,强调这是很难预测的分子如何行为。令研究人员吃惊的是分子的行为仍然相当密切匹配非常简单的模型用来描述原子束干涉,建议这种干涉测量的方法可以普遍适用。

盖Kovachy在美国西北大学的研究也集中在原子干涉测量法,描述了布喇格衍射像的一个重要工具,扩大物理可以与原子干涉仪的研究。他预计布喇格衍射的大型的、复杂的分子显示“分子干涉法将导致类似的突破”。