难以捉摸的水的电离作用中间发现用超快的x射线脉冲

Photo-ionisation液态水对许多至关重要的腐蚀过程,包括DNA损伤可以导致人类癌症。然而,这个反应的中间体之一,从来没有被明确地检测到。然而现在,研究人员利用超短波的x射线激光脉冲收集明确证据的存在和衡量它的生命周期。

当一个高能光子或带电粒子撞击液态水的分子,它可以把一个电子自由。这种自由电子释放到水,留下一个H₂O⁺离子。在50飞秒,它将一个质子转移到邻近的水分子形成氢氧自由基,这是一个危险的氧化物种,每个人都害怕,”解释了原子,分子和光学物理学家琳达年轻美国阿贡国家实验室的。不管怎么说,理论上是这样的。在现实中,明确的实验证据为H₂O⁺已经被证明是难以捉摸的。人们寻找H₂O⁺在光和紫外线区域吸收峰,但签名与其他东西都是复杂的,所以你不能辨别他们,说年轻。

,试图梳理出H₂O⁺信号,年轻和他的同事们在新加坡,德国和其他机构在全球范围内采取了不同的策略。的主要想法是模仿当x射线和电离化水,”年轻人说。你可以探测与可调光,事实证明,你期望的吸收H₂O⁺和氢氧自由基是地区液态水不吸收。

从一个强大的短脉冲后光学激光电离的水,从x射线脉冲的——x射线的自由电子激光器斯坦福线性加速器实验室在加州,探测结果的吸收液体。不同的两个脉冲之间的时间延迟允许研究人员检测两个以前x射线吸收峰值。第一,关于46飞秒之后,他们分配给H的衰变₂O⁺激动的氢氧自由基阳离子和第二,大约0.18秒之后,他们认为是由于振动冷却这种激进的基态。

“能够操纵电子在水和光电子能谱——这在历史上是一个气相技术,真空室——你要做的是非常激动人心的,”说的理论化学家约翰•赫伯特在美国俄亥俄州立大学的,他并没有参与这项研究。这技术结合x射线能谱和液体微型喷气发动机即将变得非常大,这水阳离子/孔实验是在某种程度上的氢原子水相x射线激光光谱学。结果并不令人惊讶,但这并不意味着科学是不令人兴奋的。