Взаимодействие радиации с водой

09.01.2020

Физикам впервые удалось проследить, как радиация разрушает молекулы воды.

Химические реакции в природе длятся очень быстро - десятки фемтосекунд, квадриллионных долей секунды. За это время атомы в молекулах исходных веществ успевают произвести процессы взаимодействия и занять свои новые позиции. При этом электроны в них взаимодействуют еще быстрее - за десятки или сотни аттосекунд, тысячных долей фемтосекунды.

Ученым удалось начать изучение этих процессов за счет сверхбыстрых лазеров и ускорителей частиц, которые могут производить сверхкороткие вспышки рентгеновского и гамма-излучения длиной в несколько фемтосекунд.

Физики из Аргоннской национальной лаборатории с помощью этих устройств смогли впервые посмотреть, как радиация взаимодействует с водой. Эксперименты показали, как гамма-излучение выбивает электроны из ее молекул.

"Мы впервые проследили за самой быстрой химической реакцией, которая может происходить в ионизированной воде, - рождением гидроксильного радикала (-OH). Изучение такого иона важно, так как он легко проникает через различные барьеры в организме и может повреждать все важные биомолекулы, в том числе РНК, ДНК или белки", - говорит Линда Янг, один из авторов работы.

После того, как фотон выбивает электрон из молекулы воды в ходе взаимодействия с другими веществами, она приобретает положительный заряд и притягивает своих соседей. Когда одна из соседних молекул сближается с ней на достаточно близкое расстояние, происходит сверхбыстрая реакция, в ходе которой заряженная молекула воды отдает один из протонов и распадается. В результате этого возникает гидроксоний, комплексное соединение протона и воды (H3O+), а также OH-ион, который мгновенно соединяется с выброшенным ранее электроном.

Опыт с молекулой воды проходил с помощью сверхбыстрого и мощного рентгеновского лазера LCLS. При этом в таком эксперименте он служит как источник ионизирующего излучения, так и как средство для изучения процесса разрушения молекул воды.

<< Назад: Бактерии, которые едят грязь и дышат электричеством 10.01.2020

>> Вперед: Миниатюрный мультисистемный GNSS-модуль Quectel L96-M33 с patch-антенной 09.01.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Знаменитости в рекламе вредных продуктов 13.06.2016 Исследование специалистов медицинского центра NYU Langone показало, что большая часть продуктов и напитков, лицом которых в рекламе становятся популярные музыканты, вредны для здоровья - и прежде всего, здоровья подростков, главных фанатов поп-звезд. По мнению исследователей, такая ситуация во многом способствует развитию детского и подросткового ожирения. Чаще всего, популярные в подростковой среде музыканты рекламируют сладкие газированные напитки, фаст-фуд и различные сладости, выяснили авторы по итогам анализа рекламных сообщений. Популярность музыкантов они оценивали с помощью различных чартов, в том числе основанных на мнении подростков, как, например, Teen Choice Award. Далее ученые соотнесли его с числом просмотров видеороликов на YouTube, где музыканты рекламируют продукты и напитки. Кроме того, с помощью специальной базы данных они нашли все рекламные ролики с участием звезд за период 2000-2014 год, появлявшиеся на ТВ, в журналах и на радио, и составили список концертов, спонсируемых производителями напитков и продуктов. Исследователи выяснили, что 65 поп-звезд связаны с рекламой 57 различных продуктов и напитков. По каждому из этих товаров они нашли информацию по его питательной ценности. Оказалось, что 81% из них определяются как бедные питательными веществами, напитки чаще всего были из категории очень сладких, с переизбытком сахара. Компании, производящие напитки и продукты, тратят огромные деньги на рекламу, направленную на подростковую аудиторию. А съемка в ней звезд делает эту рекламу популярной среди подростков. Возрастное стремление подражать кумирам приводит к нездоровым привычкам в питании, что сказывается на здоровье молодежи, предупреждают ученые, и призывают принять какие-либо регламенты в данной сфере.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026