Учeныe ужe знaли дaвнo, чтo нeкoтoрыe мoлeкулы имeют мexaнизм, чтoбы зaщитить цeлoстнoсть свoeй структуры, oт врeднoгo воздействия радиации. Например, если молекула ДНК подвержена влиянию ультрафиолетового излучения, может рассеять избыток полученной энергии, «изгнание», ядро атома водорода, Протон. Это, в свою очередь, позволяет сохранить целостность химических связей между всеми другими атомами в молекуле.
Чтобы узнать все детали этого процесса, исследователи использовали сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, производимых источником линейный ускоритель Coherent Light Source (LCLS) в Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Для «поражения» молекул вещества 2-тиопиридона (2-thiopyridone), с относительно простой структурой, использовался дополнительный свет лазера. И все происходит с молекулами преобразования полностью соответствуют процессам, происходящим в молекулы ДНК под воздействием высокоэнергетических фотонов света. Импульсы же рентген, после нескольких фемтосекунд, позволили ученым зафиксировать все этапы работы защитного механизма молекулы.
В данном случае, это первый раз в истории науки, когда для отслеживания молекулярных изменений, был использован так называемый метод резонанса неэластичного рассеяния рентгеновского излучения (resonant inelastic X-ray scattering, RIXS). Этот метод позволил ученым увидеть протонов, которые с очень высокой скоростью, которые высвобождаются из молекулы, как мяч после удара по нему ногой футболиста.
Эффект резонанса, возникающий при соответствии параметров рентгеновских импульсов, и энергия фотона, падающего на молекулу света, служит своего рода усилителем сигнала, в котором заключена информация о процессах, в которых принимает участие атом азота в молекуле, которая играет ключевую роль в функционировании системы защиты молекулы излучения.
Собранные учеными данные показали, что свет от внешнего лазера приводит к разрыву водородных защиты атомами азота. Дополнительные исследования также показали, что сверхбыстрые импульсы, рентгеновские лучи не оказывают на эти процессы влияние. Все это послужило тестирования работы нового исследовательского метода, который в ближайшем будущем будет использоваться учеными для изучения более сложных молекул, а также для получения информации о фотохимических реакций различного типа.
